В начале июля 1941 года И. В. Сталин поставил перед наркоматом вооружения СССР задачу в течение месяца создать эффективное, простое и дешёвое противотанковое ружье под полностью отработанный 14,5-мм патрон. К работе над созданием противотанковых ружей были привлечены оружейники Н. В. Рукавишников, В. А. Дегтярёв и С. Г. Симонов.
Василий Алексеевич Дегтярёв принял решение создать специальную группу по разработке противотанкового ружья во главе с А.А. Дементьевым и двумя техниками Г.С. Гараниным и С.М. Крекиным. Его группа разработала ружьё с коротким ходом ствола. Сам же В.А. Дегтярев занялся разработкой противотанкового ружья под тот же патрон калибра - 14,5 миллиметра, с длинным ходом ствола, на основе ружья Владимирова, не принятого в своё время на вооружение.
Когда оба образца были представлены в Главное артиллерийское управление, там сочли, что ружьё Дегтярёва очень тяжёлое, имеет серьёзные недостатки, а ружьё Дементьева нуждается в доработке: его следует сделать однозарядным. В результате было разработано однозарядное ружьё с автоматическим открыванием затвора и выбрасыванием гильзы.
Ружьё было испытано на полигоне и показало хорошие результаты при стрельбе по броне немецких и отечественных танков. Постановлением ГКО от 29 августа 1941 года противотанковое ружьё КБ Дегтярёва было принято на вооружение Красной Армии.
Позднее его стали называть ПТРД - противотанковым ружьем конструкции Дегтярева. ПТРД предназначалось для борьбы со средними и лёгкими танками и бронемашинами на расстояниях до 500 м. Также из ружья мог вестись огонь по дотам, дзотам и огневым точкам, прикрытым броней, на расстояниях до 800 м и по самолётам на расстояниях до 500 м.
Первый предсерийный образец ПТРД был изготовлен и направлен на испытания в середине августа 1941 года. Серийное производство первых ПТРД было начато 22 сентября 1941 года на Ковровском оружейном заводе, в октябре была собрана первая установочная партия — 50 ружей, в конце ноября 1941 года производство ПТРД и ПТРС освоил также Ижевский машиностроительный завод. Производство ПТРД было прекращено в декабре 1944 года, всего было выпущено 281 111 шт. ружей.
Первые 300 ПТРД в соответствии с директивой командующего Западным фронтом генерала армии Г. К. Жукова от 26 октября 1941 года прямо с Ковровского завода были направлены в 16-ю армию генерал-майора К. К. Рокоссовского, защищавшую оборонительные рубежи на волоколамском направлении к северо-западу от Москвы.
Для перемещения ПТР по глубокому снегу использовалась лыжная установка. Весной 1944 года в 5-й гвардейской мотострелковой бригаде РККА было разработано приспособление для установки ПТР на автомашине, которое обеспечивало возможность стрельбы на ходу. После успешного завершения полигонных испытаний, устройство было разрешено к использованию в войсках.
В ходе войны ПТР применяли в качестве средства усиления противовоздушной обороны, для стрельбы по самолётам.
После окончания Великой Отечественной войны, ПТРД были сняты с вооружения Советской Армии, но оставались на хранении.
