В первой половине XVI в. московский Пороховой двор находился неподалеку от Пушечного двора на реке Неглинной около Успенского оврага, в "Алевизовском дворе". В то время это был крупнейший в стране центр "зелейного" производства, с большим числом работающих. Свидетельством служит летописный рассказ о произошедшем здесь в 1531 г. пожаре, во время которого погибло "болею дву сот человек" мастеров и работников. Во второй половине XVI в. крупные "зелейные дворы" работали в Пскове, Вороноче, Острове, Костроме, Коломне, Серпухове, Муроме, Боровске, Туле, Переяславле-Рязанском. Возросшие масштабы производства пороха требовали увеличения добычи селитры. Разработка почв, содержащих азотнокислый калий, была налажена на Белоозере, в Угличе, Бежецке, Костроме, Пошехонье, Дмитрове, Клину, Вологде, во владениях Строгановых в Приуралье и других районах.
В качестве боевых снарядов русские пушкари использовали каменные, железные, свинцовые, медные, позднее чугунные ядра, а также их комбинации – источники упоминают каменные ядра, "обливанные" свинцом, железные "усечки", также облитые свинцом или оловом. Широко применялся "дроб" – рубленные куски металла ("дроб железный сеченный"), камни, но чаще всего – кузнечный шлак. Такие снаряды использовались для поражения живой силы противника. Железные ядра выковывались кузнецами на наковальнях, а потом обтачивались. "17 тощил железных, на чем железные ядра гладят" упоминаются в росписи орудиям и запасам, хранившимся в Новгороде даже в 1649 г. В годы Ливонской войны 1558-1583 гг. русские артиллеристы начали использовать "огнистые кули", "огненные ядра" (зажигательные снаряды), а позднее - каленые ядра. Массовое производство "огненных ядер" было налажено русскими мастерами в середине XVI в. накануне Ливонской войны. Разные способы изготовления зажигательных снарядов подробно изучены Н.Е. Бранденбургом. Первый способ достаточно прост: каменное ядро перед выстрелом покрывалось горючим составом, приготовленным из смолы и серы, а затем выстреливалось из орудия. Впоследствии технология изготовления такого рода снарядов усложнилась: полое металлическое ядро, заполненное горючими веществами, помещалось в мешок, оплетавшийся веревками, затем он осмаливался, погружался в растопленную серу, снова оплетался и снова осмаливался, а потом использовался для зажигательной стрельбы. Иногда в такое ядро вставлялись обрезки ружейных стволов, заряженные пулями для устрашения неприятеля, решившего тушить начавшийся пожар. Более простой, но достаточно эффективной была стрельба калеными ядрами. При подготовке выстрела пороховой заряд закрывался деревянным пыжом, обмазанным слоем глины в палец толщиной, а затем специальными щипцами в канал ствола опускалось раскаленное на жаровне железное ядро. Такими ядрами артиллерия польского короля Стефана Батория обстреливала в 1579 г. русские крепости Полоцк и Сокол, в 1580 г. Великие Луки, в 1581 г. Псков. Использование противником зажигательных снарядов подобного типа вызвало гневные протесты Ивана Грозного, назвавшего применение каленых ядер "лютым зверством". Однако новинка прижилась на Руси и вскоре московские мастера начали лить "огненные пищали" для стрельбы точно такими же ядрами. В то же время необходимо признать ошибочным упоминание некоторыми отечественными исследователями о случаях использования русскими артиллеристами в годы Ливонской войны "зажигательных бомб".
В нашей стране разрывные снаряды (пушечные гранаты) получили широкое распространение не ранее середины XVII в. Производство их стало возможно благодаря дальнейшему развитию русской металлургии. С этого времени выходят из употребления каменные ядра. В источниках сохранилось упоминание о цепных снарядах - ядрах "двойчатых на чепех", хранившихся среди других боеприпасов в апреле 1649 г. в Новгороде, по-видимому, уже достаточно давно, так как находившиеся вместе с ними "огненные ядра" пришли в полную негодность.