עבודתם של הקתמ"רים פרדי עירון, דן חירם וישראל בן-אמיתי, האימונים הקשים בדרום הארץ, קרבות השריון בסיוע תותחי צה"ל, המעבר מן הנגרר למתנייע - כל אלה הניבו פרי ב-6 ביוני 1967, כשהותרה רצועת הגבול עם מצרים לאחר תקופה ארוכה של המתנה מתישה.
הפקודה "סדין אדום" - אות הפתיחה למלחמת ששת הימים - תפסה את תותחני צה"ל לאורך כל קווי הגבול: בצפון - מול הסורים, בדרום - מול המצרים, ובמרכז - מול הירדנים.
צה"ל הגיע למלחמת ששת הימים, כשהוא מוכן היטב. מטוסי חיל האוויר השמידו בתוך 42 שעות את מטוסי האויב. טנקים והחי"ר שעטו בגזרות השונות לעבר מוצבי האויב. התותחים המתנייעים נעו בקצב של איילות בהשוואה לקצב האיטי בשנות החמישים ובמהלך
מבצע "קדש".
המבחן הגדול הראשון של תותחני צה"ל היה באוגדת האלוף אריאל שרון, שלראשונה בתולדות ההיסטוריה הצבאית בעולם עמדה לפצח מוצב אורך סובייטי - מוצבי אום-כתף שבסיני.
על הכוח הארטילרי של שרון היו מופקדים אל"מ יעקב עקנין, מפקד האגד הארטילרי של אריאל שרון, וסא"ל עמוס ברעם, שמונה למפקד מרחב ארטילרי. מאחורי כוח החי"ר והשריון, שניהל תמרון מלקחיים לעבר המוצבים באום-כתף, עמדו תותחים מתנייעים ונגררים. בקרבות אלה נוסף נדבך חשוב לתורת הלחימה של האגד הארטילרי.
עשרות ספרים ואלבומים פורסמו לאחר קרבות מלחמת ששת הימים. חלקם פיארו את הקרבות, אחרים ניתחו אותם מזוויות שונות. אחד הספרים המקצועיים, שראו אור לאחר מלחמה זו, היה של היסטוריון צבא ארה"ב, בריגדיר ג`נראל ס` ל` א` מרשל, "חרב שלוחה" (הוצאת לוין אפשטיין - ידיעות אחרונות). כך כתב מרשל על קרב התותחנים, שהתחולל במוצבי אום-כתף:
"ב-21.00 הגיעו שרון וגביש לעמדת תצפית טובה. ב-22.45 הורה מפקד האוגדה שרון לכל תותחיו לפתוח באש. תוך עשרים דקות ירו הסוללות 7000 פגזים. ההדים מהדיונות היו מחרישי אוזניים. משהופסק הירי הארטילרי, פרץ החי"ר - אלפיים איש - במורד הדיונות. הוא התפרס ככה, שלפחות גדוד אחד יוכל לפגוע בכל מערכות החפירות מהצד. מעמדות הארטילריה של שרון הופעלו שני זרקורים, שהאירו את זירת הקרב. הקרב פנים אל פנים נמשך שעה שלמה, כשהישראלים מזנקים לתוך החפירות ומטהרים אותן בכדורי `עוזי` וברימונים. לקראת חצות הם כבר טיהרו את שלושת הקילומטרים הראשונים של אום-כתף דרומה עד לקו הרכסים."
היה זה קרב ארטילרי ראשון מסוגו, שמנע מאות הרוגים. בתוכנית הקרב של האוגדה סוכם חלקו של האגד הארטילרי בצורה לאקונית:
"האגד הארטילרי נתן סיוע להתקדמות וללחימה של החטיבה המשוריינת. עד שעה 15.00, ה-5 ביוני, סיים לדלג את הארטילריה המתנייעת לעבר אום-כתף. בשעה 15.00 החל בטיווח שיטתי של מערך האויב. עד חשכה דילג את המערך הארטילרי והשלים פריסתו וטיווחו. הביצוע היה בליל ה-5-6 ביוני, ובו ניתן סיוע אש להתקפה על
מתחם אום-כתף - אום-שיחאן."
בחילות התותחנים בארץ ובעולם למדו במשך שנים ארוכות את לקחי אותו קרב תותחים והציגו אותו כדוגמה להתמודדות ארטילרית שיכולה למנוע מאות הרוגים בעת הסתערות על מתחם באורך שני קילומטרים.

המערכה על ירושלים עדין לא הסתיימה, כשהוחלט להעביר לאזור עזה סוללה מגדוד המרגמות המוצנחות של חטיבה 55, שלחמה בירושלים.
המרגמות נרתמו במהרה לזחל"מים, והכלים החלו לנוע לכיוון עזה. אז איך יורים על עזה ללא מפות? "מפות מדויקות לא היו בידינו כאשר הגענו למקום," מספר אורי אבני מכפר בלום, ששימש קצין ניהול אש, "נעזרנו במפות הדרכים של `סונול`, שמצאנו בתחנת דלק סמוכה".
הפריסה הראשונה התקיימה ביוזמת הכוח, כיוון שאף אחד מן הכוחות שלחמו בעזה לא שש לאמצם. הכלים פרסו בדרך הגופרית ממערב לבארי. הכיוון: שדה-התעופה של האו"ם ברצועה. סוללת המרגמות החלה לסייע לגדוד השריון בפיקודו של סא"ל זאב אשכולית בטיהור עזה.
בכך לא תם סיפורה של הסוללה. במהלך הקרבות אימצה הסוללה מספר מרגמות רוסיות 120 מ"מ, שנזנחו בפרדסים, וסמי-טריילר ישראלי מולא בתחמושת, כשנהגו מחפש למי להעביר את תכולתו. כלי הנשק והתחמושת סייעו לסוללה במהלך לחימתה בעזה. אלף פגזים הורידה הסוללה היתומה בעזה. הכוח הקטן, ששימש במהלך הכיבוש גם ככוח סריקה, ירה ביום האחרון בטיווח
מדויק על ג`בל`ה, בית-להיה ובית-חנון, ופה התגלתה יכולת התמרון של תותחני המילואים של צה"ל.
האם ידע מישהו מן הכוחות הלוחמים בעזה על עבודת הסוללה? מספר אורי אבגי: "בתום הקרבות שמעתן סיפור של מי שטען, כי היה מפקד תצפית אוויר בגזרה וזיהה סוללת מרגמות היורה באזור עזה, ומאחר שלא היה ידוע לו על שום כוח `שראל` באזור, שהיה עדיין בשליטת המצרים, ניסה לכוון עלינו אש ארטילרית. למזלנו הרב, איש לא נפגע, כי לא היו כלים בעלי טווח שיכלו לפגוע בנו. מספר שעות לאחר מכן דילגנו, והוא לא זיהה אותנו עוד".

גדוד השריון של אריה דיין ("בירו") עשה היסטוריה ברמת הגולן במהלך מלחמת ששת הימים. כמה מדפיו של גדוד זה נרשמו על-ידי קצין הסיוע ארטילרן- סגן אהוד אברמסון.
ראשיתו של הסיפור בתחילת ההסתערות על רמת הגולן, שבמהלכה נפצע קשה המג"ד אריה בירו. 15 טנקים נותרו ללא מפקד. סגן אהוד אברמסון (אבירן) הבין אז, כי עליו ליטול את הפיקוד לידיו. כשיצא לקרב על קלעה, היה אהוד אברמסון מג"ד טנקים וקצין סיוע ארטולר`. מפקדו ה`שור של סגן אהוד היה סגן-אלוף נתי שרוני, מי שהיה מפקד הסיוע של חטיבת השריון בפיקודו של אל"מ אלברט. שרוני סופר על הקרב שניהל אהוד אברמסון:
"ידעתי שעוברות על אהוד שעות קשות ביותר וניסיתי להקל עליו על-ידי שיגור קצין תצפית נוסף, שיסייע לו בטוווח ובכווון האש הארטילרית."
אהוד, שזכה בצל"ש רמטכ"ל, סיפר לאחר מכן:
"בבוקר עלינו לקלעה והמשכנו לנוע בקלות יחסית עד לקונייטרה. השריונאים טוווחו, ואני תרגמתי את הפקודות לשפת התותחנים. ירינו עשרות פגזים על תל אבו-נידה, וגדוד התותחנים היה ממש צמוד אלינו במשך הקרב כולו."

מלחמה מזמנת הפתעות - כך ייתכן שתותחנים האמורים להיות כמה קילומטרים מקו החזית, יכולים לפתע למצוא עצמם בקו הראשון של החזית. אז עומדים תותח וטנק זה מול זה.
זהו סיפורו של סגן עמוס תור. מספר מפקדו, רס"ן עודד בונה: "השעה היתה 04.50 בבוקר. נמצאנו בדרך עם חטיבת שריון, מג`בל ליבני עד ביר-חסנה. לפתע הודיע מפקד הסיוע, כי ראה טנק אויב בודד, שנע מצד הכביש בכיוון ציר התנועה שלנו. זיהיתי את הטנק בריחוק כחצי קילומטר מהגדוד והעברתי הודעה לגדוד כולו לפרוס ולהגביר ערנות וכוננות.
עד מהרה הבחנו, כי הטנק עמוס חיילים, שישבו צפופים על סיפונו וצריחו. הבלבול שאפף את כוחות האויב שכנע מן הסתם את המצרים שאנו אחיהם, שכן הם נפנפו אלינו בידיהם.
הזחל"מים שלנו, שנעו בראש, פתחו באש מקלעים על הטנק, ואני הוריתי לסוללה הראשונה בפיקודו של סגן עמוס לרדת מן הציר שמאלה ולפתוח באש על הטנק. ככל שידוע לי, לא היה מקרה דומה במלחמה זו - ואולי בשום מלחמה אחרת - שתותחים מתנייעים יצאו לקרב בכינון ישיר עם שריון האויב".
אש המקלעים, שנורתה מן הזחל"מים, הבהירה למצרים את טעותם. רבים מהחיילים שעל הטנק נפגעו, והאחרים נמלטו כל עוד רוחם בם. אך צוותו של הטנק לא איבד את עשתונותיו. הטנק נבלם, צריחו נע וירה פגז אל ראש הטור המשוריין הישראלי. התשובה הישראלית ניתנה - בדמות פגז טיווח, שהחטיא את הטנק כחוט השערה. הטנק נאלם, צוותו קיפל את המדפים, ונוצר הרושם שהוא עומד להיכנע - או לנוס. אך מיד שינו המצרים את דעתם, המדפים נסגרו, וקנה התותח הופנה אל סוללת התותחים המתנייעים שנתפרסה למולו. הטנק ירה פגז אל הסוללה, וגם פגז זה, כקודמו, החטיא את המטרה. לא כן הפגז הבא. שבא מן הסוללה בכינון ישיר.
"פגז זה פגע בכיפת הצריח." סיפר עודד בונה, "והטנק כולו ספג ריסוס יסודי. מסתבר שהרסיסים חדרו גם פנימה ופגעו בצוות. עשן החל מיתמר מתוך הטנק. הצוות לא הספיק להימלט, שכן פגז שני פגע במרכז התובה של הטנק והפך אותו לאבוקה...". (ראה צילום במאגר התמונות)

שנים ארוכות חלמו חיילי צה"ל, ובהם תותחני צה"ל, לרדת אל הרחבה הצרה של הכותל המערבי. האות ניתן, כשהחלו הירדנים להרעיש את שכונות התפר בירושלים. חטיבת הצנחנים מספר 55 בפיקודו של מוטה גור, שאמורה היתה להילחם בסיני, עלתה לגזרת ירושלים ונערכה לקרב. אליה הצטרפו תותחי צה"ל במטרה לסייע באש מדויקת לצנחנים המסתערים. האחראי על האש היה סא"ל מאיר ציקלג.
גדודי התותחים שעמדו לרשות חטיבת הצנחנים נפרסו באזורים שונים של ירושלים. גדוד המרגמות הכבדות של חטיבה 16 (חטיבת מחוז ירושלים) פרס באזור האוניברסיטה של ירושלים, סוללה של 155 מ"מ נגרר פרסה באזור בית-זית, וסוללה של 160 מ"מ פרסה במבואות המערביים של ירושלים. הזרקור שהוצב על בית ההסתדרות בירושלים יועד לצורכי טיווח האש.
זה היה סיכום פקודת האש, שערך מפקד הסיוע הארטילרי בקרבות ירושלים, מאיר ציקלג:
"ברזל - חמש דקות שיתוק על בית הספר לשוטרים על-ידי סוללת המרגמות 160 מ"מ וסוללת תותחים 155 מ"מ. חמש דקות שיתוק ועוד עשרים דקות לקיום השיתוק על גבעת התחמושת על-ידי שתי סוללות 25 ליטראות, וחמש דקות אש משתי המחלקות - 81 מ"מ על שיח` ג`ראח."
הקרב הקשה של הצנחנים זכה לסיקור נרחב. אולם רמטכ"ל צה"ל במלחמת ששת הימים לא שכח את התותחנים. בנאום שנשא באולם הקאזינו שבעיר בזל, שוויץ, בעצרת ציוני אירופה בספטמבר 1967 לציון 70 שנה לקונגרס הציוני הראשון, אמר רב-אלוף יצחק רבין:
"טייסים וטנקיסטים, מפלסי דרכים בשדות מוקשים וצנחנים, חיילי הרגלים והתותחנים, כולם כולם פעלו בעוז-רוח ובאומץ-לב, כאשר מפקדיהם מובילים אותם לקרב."