Грабин прекрасно знал все недостатки 76-мм полковой пушки обр. 1927 г., и уже в 1936 г. в инициативном порядке приступил к проектированию 76-мм полковой пушки Ф-24. 13 октября 1938 г. на рассмотрение Артиллерийского управления поступили с завода №96 проекты 76-мм полковой пушки Ф-24 и 76-мм горной пушки Ф-31 системы Грабина.

Обе пушки имели одинаковые ствол с затвором и полуавтоматикой, противооткатные устройства, люльку, прицел, механизмы наведения, уравновешивающий механизм, колеса и щит. Разница состояла в том, что станок горной был разборным с одним сошником, а станок полковой — неразборным. Баллистика и боеприпасы у обеих пушек также были одинаковы. Рассмотрев оба проекта, комитет Артиллерийского управления принял решение прекратить работы над проектом горной пушки Ф-31, так как она никаких особых преимуществ перед 76-мм полковой пушкой не имела. Первый опытный образец пушки Ф-24 был закончен заводом N92 в первых числах января 1940 г. На вооружение пушка Ф-24 так и не поступила, хотя обладала достаточно хорошими тактико-техническими данными.