K1坦克的主炮采用了西方第二代坦克的标准L7A3型105毫米线膛炮。之所以采用105毫米火炮,一方面是考虑到用105毫米火炮足以对付朝鲜配备的T-55、T-62坦克,另一方面是已装备的M48A5坦克使用的105毫米炮弹的库存还很充裕,装备其它种类的火炮和炮弹会造成成本过大。但从研制开始,就考虑到将K1坦克火炮升级到西方第三代坦克的标准配置120毫米滑膛炮。
105毫米火炮身管装有热护套,炮身中段装有抽烟装置,炮口附近装有炮口校正装置。炮塔旋转和火炮俯仰为电/液压操纵,紧急时也可以手动控制。为了使主炮获得俯角,炮耳轴还尽量向前安装。主炮俯仰角度为-10度~+20度,发射速度约为每分钟10发。火炮为双向稳定,即在水平方向和垂直方向均具有稳定性。
105毫米火炮可发射尾翼稳定脱壳穿甲弹、空心装药破甲弹、脱壳穿甲弹、白磷弹和训练弹等,其中尾翼稳定脱壳穿甲弹为主力弹种。尾翼稳定脱壳穿甲弹的穿甲厚
度是脱壳穿甲弹的1.5倍,其在1000米外的穿甲厚度为450毫米,2000米外为400毫米。弹药基数为47发,储存在车体前部右侧和炮塔吊篮底板上。
K1坦克的辅助武器是3挺机枪,同火炮并列安装有一挺M60E2X型7.62毫米机枪,装填手有一挺M60D型7.62毫米顶置机枪,弹药基数为8600发;车长有一挺K6型12.7毫米顶置机枪,弹药基数为2000发。
炮塔顶上安装了机枪座,可从高位置实施有效的机枪压制射击,以便阻止敌步兵从近战距离上实施反坦克攻击。在炮塔前部两侧各装有1组6具烟幕弹发射器。所有的弹药,包括尾翼稳定脱壳穿甲弹均由韩国生产。