5 августа 1933 г. Реввоенсовет СССР утвердил новую систему артиллерийского вооружения на 1933–1937 гг., в которой фигурировала и 76-мм пушка-мортира. Эта система предназначалась для вооружения стрелковых батальонов. 76-мм пушка-мортира должна была иметь вес 140–150 кг, дальность стрельбы 5–7 км и скорострельность 15–20 выстрелов в минуту.

 Грабин начал проектирование 76-мм батальонной пушки Ф-23 лишь в 1936 г. Завод № 92 изготовил два образца системы Ф-23. Первый образец получил индекс Ф-23-1. Система Ф-23-1 была изготовлена заводом № 92 в период с сентября по декабрь 1936 г. по чертежам КБ согласно распоряжению ГУВП от 21 августа 1935 г. Опытный образец Ф-23-1 поступил на НИАП 15 января 1937 г. После 197 выстрелов появились трещины в станке, и система была возвращена на завод.

 76-мм ствол обеих систем Ф-23 — моноблок без дульного тормоза. Затвор — поршневой, от 76-мм пушки обр. 1927 г. Лафет Ф-23-1 имел раздвижные станины. При переходе в боевое положение при раздвижении станин система своим поддоном опускалась на грунт. При переходе в походное положение система автоматически выбирала клиренс при сведении станин. Угол раздвижения станин — 60°. Станины — коробчатого сечения, клепаные. Для стрельбы в окопе станины укорачивались. Тормоз отката — гидравлический, накатник — гидропневматический. Длина отката была переменной. Подъемно-уравновешивающий механизм был соединен в одном цилиндре винтового типа, находящемся над люлькой. Поворотный механизм имел зубчатый сектор, прикрепленный к нижнему станку.

Система имела подрессоривание, колеса были металлические, обрезиненные. Орудие разбиралось на конские вьюки.

Второй вариант 76-мм гаубицы, получивший индекс Ф-23-2, имел . лафет пушки Ф-23-1. Стрельба велась только с поддона (с некоторой натяжкой этот круглый поддон можно назвать сошником). Особенность конструкции заключалась в том, что ось цапф проходила не через центральную часть люльки, а через ее задний конец. В боевом положении колеса были сзади. При переходе в походное положение люлька со стволом поворачивалась относительно оси цапф назад почти на 180°. Подъемный механизм имел два сектора. Поворот ствола осуществлялся передвиганием боевой оси. Тормоз отката —  гидравлический, типа Шнейдера. Накатник — гидропневматический. При откате противооткатные устройства оставались неподвижными. Уравновешивающий механизм пружинного типа был расположен справа.

Батальонная гаубица Ф-23-2 была изготовлена заводом № 92 в период с сентября по ноябрь 1936 г. по чертежам КБ согласно распоряжению ГУВП от 21 августа 1935 г. Заводские испытания гаубицы Ф-23-2 прошли на НИАПе с 10 по 23 ноября 1936 г. Полигонные испытания системы были начаты в январе 1937 г. На 34-м выстреле вышли из строя противооткатные устройства и подъемный механизм.

Обе системы, Ф-23-1 и Ф-23-2, так и не поступили на вооружение. Причиной этого стало, возможно, соперничество «артиллеристов» и «минометчиков» в руководстве РККА.