M51谢尔曼坦克是M50超级谢尔曼坦克的改进型，具有与苏制T-34/85、T-54/T-55坦克成功交战的能力。然而，由于20世纪60年代初，
埃及开始接受装有122mm大威力火炮的
苏联ИС-3（IS-3）
重型坦克（IS-3），因此
以色列决定对M50超级谢尔曼坦克进行再改造。
最初以色列对
法国105mm CN-105-F1式火炮表示关注，该炮炮管长是口径的56倍，发射
破甲弹的初速为1000m/s。然而该炮装在谢尔曼坦克的
炮塔上有些过长，初速太高，车内也缺乏所需的后坐空间。于是以色列向法国
布尔日兵工厂提出修改CN-105-F1式火炮的要求，最终导致缩短炮管长度1.5m，使初速降至可以接受的800m/s。以色列称这门改进型火炮为D1504式坦克炮，炮管长度为口径的44倍，使用以色列研制的炮弹。
M51坦克以M4A1型谢尔曼坦克为基础，安装康明斯公司338kW(460马力)柴油机、E8型水平螺旋弹簧悬挂系统（HVSS）和改进型转向装置、传动装置及排气装置，使用较宽的履带和
炮塔防盾，对炮塔尾舱和弹药储存箱进行改进以便安放新型105mm火炮用的105mm炮弹。其他改进项目包括用小型紧凑的直流发电机以代替原来的大型蓄电池充电机、在主要武器上方安装1个白光/红外探照灯、炮塔两侧安装2具烟幕弹发射器。在样车试验后还为火炮加装了炮口制退器。
该坦克在1967年初的以叙边界冲突中第一次参加战斗，随后用于1967年
中东战争和1968～1970年的冲突战争中，1973年的中东战争也有使用。M51坦克曾成功地与
叙利亚和
埃及的苏制T-62坦克进行过交战。
105mm D1504式坦克炮可以发射OCC 105
一级方程式锦标赛式非旋转稳定的
空心装药破甲弹、60式
高爆弹、
发烟弹和
教练弹。破甲弹与法国
AMX-30主战坦克配用的弹相同，初速为905m/s,破甲深度为360mm/0°或150mm/60°。