15 мая 1930 года появился «Циркуляр Высшего Совета Народного Хозяйства и Объединенного государственного политического управления» об «использовании на производствах специалистов, осужденных за вредительство» , подписанного В. В. Куйбышевым и Г. Г. Ягодой. В частности, в этом документе говорилось: "Использование вредителей следует организовать таким образом, чтобы работа их проходила в помещениях органов ОГПУ. " Так появилась первая система научно-технических тюрем — «шарашек» для использования «вредителей» в интересах военного производства.
В 1930 г. для этой цели было организовано Техническое отделение ЭКУ ОГПУ, руководивший работами специальных ОКБ, использовавших труд заключенных специалистов. Начальник ЭКУ ОГПУ (1930—1936) — Л. Г. Миронов (Каган) — комиссар госбезопасности 2 ранга. В 1931—1936 г. г. в целях конспирации Техническому отделению последовательно присваивались номера, 5-го, 8-го, 11-го и 7-го отделений ЭКУ ОГПУ СССР (начальник Горянов-Горный А. Г. (Пенкнович) 1930 −1934 гг.) .
В сентябре 1938 г. по приказу Ежова был организован Отдел особых конструкторских бюро НКВД СССР (приказ НКВД No 00641 от 29 сентября 1938).
21 октября 1938 г. в соответствии с приказом НКВД No 00698 данное подразделение получило наименование — «4-й спецотдел» .
10 января 1939 г. приказом НКВД No 0021 преобразован в Особое техническое бюро (ОТБ) при наркоме внутренних дел СССР для использования заключенных, имеющих специальные технические знания
4-й спецотдел НКВД-МВД СССР организован в июле 1941 г. на базе Особого технического бюро (ОТБ) НКВД СССР и 4-го отдела бывшего НКГБ СССР. Начальник отдела — В. А. Кравченко.
Основные задачи Отдела (из «Краткого отчета о работах 4-го спецотдела НКВД СССР с 1939 по 1944 г».. ) "...Основными задачами 4-го Спецотдела являются: использование заключенных специалистов для выполнения научно-исследовательских и проектных работ по созданию новых типов военных самолетов, авиамоторов и двигателей военно-морских судов, образцов артиллерийского вооружения и боеприпасов, средств химического нападения и защиты… обеспечения средствами радиосвязи и оперативной техники… "
Изделия, созданные в тюремных НИИ и КБ:
-Истребитель И-5 — ЦКБ-39 под руководством Н. Г. Поликарпова, 1930;
-Скоростной грузовой паровоз «Феликс Дзержинский» — ТБ ОГПУ, 1931;
-Высотный бомбардировщик ДВБ-102 — ЦКБ-29 под руководством В. М. Мясищева, 1938;
-Пикирующий бомбардировщик Пе-2 — ЦКБ-29 под руководством В. М. Петлякова, 1939;
-Фронтовой бомбардировщик Ту-2 — ЦКБ-29 под руководством А. Н. Туполева, 1941;
-Вспомогательные авиационные ЖРД РД-1, РД-1ХЗ, РД-2 и РД-3 — КБ 4-го Спецотдела НКВД при Казанском заводе № 16 под руководством В. П. Глушко, 1942-44;
-Универсальная артиллерийская система 152 мм;
-Полковая 75-мм пушка образца 1943 г. ;