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L’arsenal de Picatinny a été chargé de créer une pièce d’artillerie à capacité nucléaire en 1949. Robert Schwartz, l’ingénieur qui a créé les dessins préliminaires, a essentiellement réduit l’obus de 240 mm (alors le maximum de l’arsenal) à 280 mm et a utilisé le canon de chemin de fer allemand K5 de taille similaire comme point de départ du chariot. (Le nom d’Atomic Annie dérive probablement du surnom d’Anzio Annie donné à une paire de canons allemands K5 utilisés contre les débarquements américains en Italie.) La conception a été approuvée par le Pentagone, en grande partie grâce à l’intervention de Samuel Feltman, chef de la section balistique de la division de recherche et développement du département des munitions. Un effort de développement de trois ans a suivi. Le projet s’est déroulé assez rapidement pour produire un modèle de démonstration pour participer au défilé inaugural de Dwight D. Eisenhower en janvier 1953. Le canon était initialement désigné T131 et le chariot était T72.
Le canon a été transporté par deux tracteurs spécialement conçus de la même manière que les wagons Schnabel de chemin de fer. Les deux tracteurs étaient capables d’une direction indépendante à la manière de certains camions de pompiers extra-longs. Chacun des tracteurs était évalué à 375 chevaux (280 kW), et la combinaison quelque peu maladroite pouvait atteindre des vitesses de 35 milles à l’heure (56 km / h) et négocier des virages à angle droit sur des routes pavées ou bondées de 28 pieds (8,5 m) de large. La pièce d’artillerie pouvait être illimitée en 12 minutes, puis remise en configuration de déplacement en 15 minutes supplémentaires. Le canon a été déployé en l’abaissant des tracteurs sur un sol nivelé. L’ensemble du canon était équilibré sur une rotule et une douille de sorte qu’il puisse être balancé autour de la plaque de base. La traversée était limitée par une piste incurvée placée sous l’arrière du canon.
Le 25 mai 1953 à 8 h 30, le canon atomique a été testé sur le site d’essai du Nevada (plus précisément à Frenchman Flat) dans le cadre de la série d’essais nucléaires Upshot–Knothole. L’essai – nom de code « Grable » – a été suivi par le Président-délégué des Chefs d’État-major interarmées, l’amiral Arthur W. Radford et le secrétaire à la Défense des États-Unis Charles Erwin Wilson; il a abouti à la détonation réussie d’un obus de 15 kt (63 TJ) (ogive W9) à une portée de 7 miles (11 km). Ce fut le premier et le seul obus nucléaire à être tiré à partir d’un canon. (Le tir d’essai Little Feller 1 d’un W54 utilisait un système d’arme Davy Crockett, qui était un canon à canon lisse sans recul tirant sur l’ogive montée à l’extrémité d’une broche insérée dans le canon de l’arme.)
Après l’essai réussi, au moins 20 canons ont été fabriqués dans les arsenaux de Watervliet et de Watertown, au coût de 800 000 each US chacun. Ils ont été déployés à l’étranger en Europe et en Corée, fréquemment déplacés pour éviter d’être détectés et ciblés par les forces adverses. En raison de la taille de l’appareil, de sa portée limitée, du développement d’obus nucléaires compatibles avec les pièces d’artillerie existantes (le W48 pour le 155 mm et le W33 pour le 203 mm) et du développement d’artillerie nucléaire basée sur des fusées et des missiles (tels que les missiles nucléaires tactiques Little John et Honest John), le M65 était effectivement obsolète peu de temps après son déploiement. Cependant, il est resté une arme de prestige et n’a été retiré qu’en 1963.