Осінню 1942 року на Челябінському Кіровському заводі конструктори на чолі з Л.С. Трояновим створили самохідну установку СУ-152, а в лютому 1943 року її стали випускати серійно.СУ-152 виготовили на базі КВ-1С, розмістивши гаубицю-гармату МЛ-20 із стволом завдовжки 28,8 калібру, поршневим затвором, на верстаті в повністю броньованій рубці.Гармата мала горизонтальні кути наведення по 12°, кут зниження 5° і піднесення 18°. У боєкомплекті що складається з пострілів роздільного заряджання, були бронебійні (48,8 кг) і уламково-фугасні снаряди (43,5 кг). Їх початкові швидкості відповідно 600 і 655 м/с. Дальність прямого пострілу - 700 метрів. На дистанції 2000 метрів МЛ-20 пробивала броню завтовшки понад 100 мм. Скорострільність знаряддя, із-за використання поршневого затвора і роздільного заряджання, складала всього 2 постріли в хвилину.Прилади прицілювання складалися з панорамного прицілу для стрільби із закритих позицій і телескопічного СТ-10 - для стрільби прямим наведенням.Засоби спостереження складалися з п'яти призматичних оглядових приладів в даху рубки, крім того, було оглядове вікно механіка-водія, закрите стеклоблоком і броньовою кришкою з прорізом.САУ комплектувалися радіостанціями 10-РК-26 і танковим переговорним пристроєм ТПУ-3.В ході серійного виробництва для СУ-152 була розроблена турельна установка 12,7-мм зенітного кулемета ДШК.Основні характеристики базового танка по рухливості і захищеності збереглися. Всього в 1943-му і початку 1944 року було виготовлено 620 СУ-152.