ZSU-23-4 được trang bị cho Phòng không Lục quân Liên Xô vào năm 1962, giai đoạn sản xuất hàng loạt từ năm 1964 đến 1982 với tổng số 6.500 hệ thống xuất xưởng. Hiện nay các phiên bản ZSU-23-4 vẫn còn trong biên chế Quân đội Nga và tất cả những quốc gia từng sử dụng khác.
Shilka có mặt tại Việt Nam vào giai đoạn cuối của cuộc Kháng chiến chống Mỹ, nó đang giữ vai trò chủ lực của Phòng không Lục quân Việt Nam. Ngoài nhiệm vụ phòng không như thiết kế, khi cần thiết thì loại pháo tự hành này còn có thể hạ nòng để trở thành một phương tiện yểm trợ hỏa lực cho bộ binh rất hiệu quả.
