Танк Т-64А, как и все советские основные боевые танки вооружён 125-мм гладкоствольной танковой пушкой, имеющей самый большой калибр среди серийных танков мира. Так, за рубежом применяются в основном танковые пушки калибра 105 и 120 миллиметров. Да и длина ствола отечественных танковых пушек превосходит западные.
Длина ствола 125-мм танковой пушки 2А46-1 составляет 6350 мм (50.8 калибров), тогда как длина 120-мм английской пушки L11 составляет 6120 мм (51 калибр), а 120-мм западногерманской Rh120 – 5520 мм (46 калибров).
В боекомплект танка входят бронебойные подкалиберные снаряды 3БМ9, 3БМ12, 3БМ15, и 3БМ17 имеющие цельнометаллический сердечник или сердечник из сплава кварца и вольфрама (по другим данным – карбида вольфрама, здесь и далее в скобках данные про снаряды даются по западным источникам). Начальная скорость снарядов колеблется в пределах от 1785 метров за секунду для 3БМ15 и 3БМ17 до 1800 (1825) метров за секунду для 3БМ9 и 3БМ12. Данные снаряды способны пробивать вертикально расположенные броневые листы толщиной от 245 до 400 миллиметров или броневые листы толщиной 140 – 150 миллиметров расположенные под углом 60° к нормали на дальности до 2000 – 2500 метров. В последние время на вооружение были приняты новые подкалиберные снаряды 3БМ22, 3БМ26, 3БМ32 и 3БМ42, имеющие сердечники из сплава кварца и вольфрама (из сплава вольфрама, никеля и железа) или материала "Б" (с использованием обеднённого урана) и начальную скорость 1700 – 1760 метров за секунду. Эти снаряды способны пробивать вертикальную броню толщиной до 430 миллиметров или 250 мм брони, размещенной под углом 60° к нормали. Имеется возможность ввести на пульте БВ-2 тип используемых подкалиберных снарядов для компенсации различия их баллистик, поэтому стрельба подкалиберными снарядами производится при одинаковых установках прицела.
Для сравнения, начальная скорость 105-мм бронебойного подкалиберного снаряда с отделяющимся поддоном к английской нарезной пушке типа L7 составляет 1475 м/с (по другим источникам 1478,5 м/с), 120-мм нарезной пушки L11 – 1356 м/с, а немецкой 120-мм гладкоствольной Rh120 – 1650 м/с.
Кумулятивные снаряды 3БК12М и 3БК14М имеют начальную скорость 905 м/с и способны эффективно поражать все типы бронетанковой техники на дистанции до 1500 метров. Кроме того, кумулятивные снаряды обладают осколочным действием и обеспечивают поражение целей, укрытых в деревоземляных, кепочных и железобетонных сооружениях, а при необходимости могут быть использованы и для стрельбы по живой силе противника.
Осколочно-фугасные снаряды 3ОФ19 и 3ОФ26 массой 23 килограмма начинены 3,148 килограммами тротила или окрола и предназначены для стрельбы по укрытиям полевого типа, боевой технике и живой силе противника. Максимальная дальность стрельбы при угле возвышения пушки 14° составляет 10000 метров.
Танки Т-64Б были вооружены 125-мм танковыми пушками 2А46-2 или 2А46М-1, в боекомплект которых входили управляемые снаряды типа 9М112. Эти снаряды имели кумулятивную боевую часть, радиокомандную линию связи и могли поражать бронированные цели на дальности до 4000 метров. Ни один из зарубежных танков не может вести стрельбу на такую дальность с вероятностью попадания 0,75 – 0,8.
Остановимся более подробно на системе управления огнём танков Т-64. Огневая мощь танка определяется его возможностями поражения или подавления различных целей в кратчайший срок с минимальным расходом боеприпасов.
Танк Т-64 стал родоначальником нового поколения танков, имеющих не только мощное вооружение, но и развитую систему автоматических систем, обеспечивающих стрельбу из танка. Все автоматические системы наведения, заряжания настолько взаимосвязаны между собой, что позволяют говорить о создании единой системы управления огнём, органично взаимодействующей с комплексом вооружения танка.
В первую очередь необходимо отметить довольно удачную конструкцию механизма автоматического заряжания танковой пушки. Механизм заряжания танка Т-64 постоянно совершенствовался от модификации к модификации. Даже изменение калибра танковой пушки не потребовало внесения принципиальных изменений в конструкцию МЗ. Была лишь сокращена ёмкость механизированной укладки, а электрооборудование приспособлено к работе с новым стабилизатором вооружения и прицелом дальномером. Основные принципиальные решения сохранились без изменений. Зато была повышена их эксплуатационная надёжность и технологичность в процессе производства. В связи с установкой на танке Т-64Б комплекса управляемого вооружения и принципиально новой системы управления огнём механизм заряжания танка был приспособлен к размещению четвёртого типа выстрела, а электрооборудование приспособлено для работы с СУО 1А33 и приводом наведения ЗПУ 6ЭЦ40 что так же не потребовало значительных изменений в конструкции МЗ.