В начале июля 1943 г. вышло Постановление Государственного Комитета Обороны о разработке 45-мм пушки для вооружения истребителей. Опытные образцы таких пушек были созданы ОКБ-15 и ОКБ-16. Оба КБ делали их на базе своих 37-мм пушек Ш-37 и НС-37.

Опытная 45-мм пушка ОКБ—15 была испытана на ЛаГГ—3, но из—за тех же недостатков, что у Ш—37, пушка даже не дошла до государственных испытаний.

45-мм пушка ОКБ—16 (позже получившая индекс НС— 45) была создана с сохранением габаритных размеров НС—37. Вес пушки составлял 150—153 кг. Темп стрельбы 260—280 выcтр./мин. Питание пушки ленточное.

Главная трудность была в том, чтобы создать такой 45-мм ствол, который проходил бы через втулку винта самолетного двигателя ВК—105 или ВК—107, т. е. серийного двигателя, стоявшего тогда на самолетах Як—9. Переделать двигатель, увеличив отверстие для ствола на втулке винта было практически невозможно, тем более в военное время. При использовании этих двигателей толщина стенки дульной части 45-мм ствола оказалась равной всего то 4 мм.

В 45-мм пушке впервые в СССР на самолете был применен дульный тормоз, поглощавший до 85 % энергии отдачи.

При разработке нового патрона к пушке НС—45 в ОКБ—16 был использован штатный осколочно—трассирующий снаряд от 45-мм патрона пушки 21—К весом 1,065 кг. Начальная скорость снаряда 780 м/с. Вес патрона 1,93 кг.

Гильза была взята от пушки НС—37 с переобжатием на новый калибр дульца и с сохранением прежней длины 37-мм патрона (328 мм). Время горения трассера около 11 секунд. Снаряд имел головной взрыватель МГ—8.

Пушка НС—45 серийно производилась заводом № 74 в 1944-1945 гг. В 1944 г. сдано 75 пушек, а в 1945 г. - 120.

Для войсковых испытаний было изготовлено 53 самолета Як—9К (крупнокалиберный) с пушкой НС—45 в развале двигателя, с боекомплектом 29 патронов.

44 самолета Як—9К проходили войсковые испытания с 13 августа по 18 сентября 1944 г. на 3-м Белорусском фронте и с 15 января по 15 февраля на 2—м Белорусском фронте.

Согласно отчетам тех частей, где они проходили войсковые испытания, на один сбитый вражеский самолет расходовалось сто сорок семь 20-мм снарядов пушки ШВАК или тридцать один 37-мм снаряд пушки НС—37, или десять 45-мм снарядов пушки НС—45. Но, с другой стороны, следует учесть, что истребители с 37-мм и 45-мм пушками действовали в основном под прикрытием истребителей с 20-мм пушками, в числе которых были ведомые машины. Прицельная стрельба из 37-мм — 45-мм пушек получалась только на первом выстреле, остальные снаряды летели мимо. После очереди в три выстрела, сделанных даже на максимальной скорости, последняя резко падала, терялась устойчивость самолета, наблюдалась течь масла и воды в трубопроводах.

Для сравнения заметим, что из пушек ШВАК и ВЯ на любом самолете, летящем со скоростью не менее 400 км/ч, можно было вести огонь длинными очередями, и отдачи почти не чувствовалось.

В массовое производство Як—9К не запускался.

В начале 1945 г. на Ли—2 были установлены две крыльевые пушки НС—45. Самолет прошел с ними летные испытания, но серийно не строился в связи с прекращением войны.

В 1946 г. был построен опытный самолет Ту—2Ш, вооруженный двумя пушками НС—45 и двумя пушками НС— 37. Серийно Ту—2Ш не строился.

С 30 декабря 1946 г. по 3 октября 1947 г. проходил летные испытания перехватчик и дальний истребитель сопровождения Ту—1 (63П) с двумя пушками НС—45 в носу. Из—за недовведенных двигателей работы по самолету были прекращены.