En 1936, Rheinmetall Borsig recibió un contrato para la producción de un cañón antiaéreo que sería el de mayor calibre del mundo: 128 mm. Su antecesor directo era el famoso cañón de 88 mm, que había comenzado a desarrollarse hacia finales de la década del 20 y comienzos de la década del 30 (en diversas versiones). Durante el conflicto siguiente, este arma se haría famosa más como cañón antitanque que como antiaéreo. De todas maneras, el hecho de que los aviones eran cada vez más grandes y podían volar más rápido y más alto prevenía a los diseñadores y militares que un arma todavía más grande podía ser necesaria en el campo de batalla del futuro.
De esta manera el calibre 128 mm fue elegido, y se comenzaron las pruebas. A finales de 1937 se presentó el primer prototipo. Pesando 12 toneladas en el momento del disparo, era demasiado grande para ser considerado un arma de campaña: de hecho, su cañón tenía que ser desmontado para el transporte. Solamente se produjeron seis unidades de este tipo en su forma móvil: el FlaK 41 de 88 mm, más pequeño y liviano, se podía desplazar mejor y por lo tanto no era necesario reemplazarlo.

Para 1938 la solución era obvia: hacer que el cañón fuera estático. Se reducía mucho el peso y el tamaño al crear una plataforma de tiro fija, que se aseguraría sólidamente a una gran plancha de concreto reforzado. De todas maneras, el peso total del arma alcanzaba las 17 toneladas, lo cual hacía todavía más difícil su uso a nivel ofensivo, en una guerra de maniobras.
El desarrollo del arma se alargó, posiblemente debido a problemas técnicos y logísticos: Alemania, al entrar en guerra, privilegió la producción de armas ofensivas que ya estaban en uso. Por si fuera poco, hacia 1942 se prohibió la construcción de cañones móviles de un calibre mayor al de 105 mm, lo cual pareció sellar la suerte del FlaK 40.
Sin embargo, para esta fecha el arma había entrado en la línea de producción. La industria pesada alemana se las arregló para producir unas 450 unidades hasta agosto de 1944. Cifra pequeña, pero no tanto, considerando su tamaño y peso. Esto produjo una contradicción: el arma no podía ser movida ni usada en combate, y no había tantos lugares que ameritaran o permitieran el uso de semejante arma de defensa aérea.
Se dieron dos soluciones para este problema. Unas 200 unidades fueron montadas en cureñas ferroviarias, lo cual les daba una movilidad limitada, pero también muy necesaria. El resto se usaron estáticamente, para defender lugares de gran valor estratégico.
Los más conocidos fueron, sin duda, las torres antiaéreas de Berlín y de otras importantes ciudades alemanas. Éstas eran fortines inexpugnables, hechas con una cantidad obscena de acero y cemento; resultaron los principales refugios de muchos civiles en esos duros años. Más tarde, al caer el telón del conflicto, se los usó también para guardar muchas obras de arte saqueadas por los nazis en todos los países ocupados.
Previamente se había ordenado el diseño y fabricación de cañones antiaéreos de 150 mm, pero el desarrollo de estas armas fue tan lento y complicado que finalmente fue cancelado. Cuando se construyeron las torres, se decidió aprovechar al FlaK 40, montándose dos cañones en una plataforma rediseñada, creándose así un cañón doble todavía más temible. Se construyeron muy pocos de estos equipos; solamente las torres más grandes hacían uso de una batería de cuatro de estos cañones dobles.

Detalles técnicos
El FlaK 40 de 128 mm utilizaba una combinación de controles eléctricos, pues su tamaño y peso era tan grande que se requerían motores para poder movilizar el arma de manera rápida y eficiente.
El enorme cañón de 61 calibres (7,808 metros de largo) resultaba la parte más difícil de manipular, de manera que en sus primeras versiones móviles, debía ser desmontado. Un sistema hidroneumático controlaba el enorme retroceso del arma al ser disparada.
El cartucho utilizado no se quedaba atrás: el proyectil tenía 27,9 kg de explosivo, y era lanzado a 880 m/s, alcanzando una altura máxima de 10,700 metros (unos 35.000 pies). Esto lo hacía capaz de alcanzar a cualquier bombardero aliado, incluso los más grandes cuatrimotores que volaban a gran altura en formaciones cerradas, creando un tremendo caos.
A pesar de ser tan gigantesco, se cree que era lo suficientemente rápido como para apuntar con razonable eficacia. Un proyectil de ese tamaño creaba una gran zona en la cual la metralla podía herir o matar a los ocupantes, así como dañar seriamente a cualquier aeronave. Otros factores sumaban a esto. En primer lugar, el hecho de que la batería estaba diseñada para recibir datos de disparo a gran distancia, de manera que un apuntador podía corregir el tiro desde lejos. En segundo lugar, una carga de pólvora muy grande (cuatro veces la de un cañón de 88 mm) mantenía alta la velocidad del proyectil (siendo de un tercio de la del proyectil de 88 mm), haciendo que el avión tuviera menos tiempo para evitarlo.
Solamente hubo dos versiones de este arma: el FlaK 40 y el FlaK 40 Zwilling, la versión doble instalada en las fortificaciones antiaéreas de Berlín y otras ciudades. Esta versión tenía una gran tasa de disparo, de 20 proyectiles por minuto.

| Especificaciones técnicas | FlaK 40 | Flakzwilling 40 |
| Cañón | L/61 | L/61 (x2) |
| Proyectil | HE de 26 kg | HE de 26 kg |
| Velocidad inicial | 880 m/s | 880 m/s |
| Peso | 17.000 kg | 27.000 kg |
| Largo | 7,835 m | 7,835 m |
| Elevación | -3 a +88 grados | 0 a +88 grados |
| Transversal | 360 grados | 360 grados |
| Techo | 10.700 metros | 10.700 metros |
| Sirvientes | 10 | ? |