2С3
Головным разработчиком 2С3 был назначен Уральский завод транспортного машиностроения, гаубица 2А33 (внутризаводское обозначение Д-22) проектировалась в ОКБ-9. В конце 1968 года было завершено изготовление первых двух опытных образцов 2С3, а в октябре 1969 года завершены заводские испытания. Параллельно, летом 1969 года были изготовлены ещё 4 машины для полигонных испытаний. Испытания выявили высокую загазованность боевого отделения. Одновременно, аналогичная ситуация складывалась и со 122-мм полковой самоходной гаубицей 2С1. В то же время для обеих самоходных артиллерийских установок были проработаны картузные варианты гаубиц. На базе 2А33 была разработана 152-мм гаубица Д-11 с картузным заряжанием. Вместо клинового затвора, цепного досылателя и зарядов в гильзе в Д-11 применялся поршневой затвор, пневматический досылатель и картузные заряды. Однако испытания показали, что недостатки у новой гаубицы Д-11 аналогичны, так как пламенность выстрелов осталась той же, при этом сохранилась та же кучность и дальность стрельбы. Кроме того, было выявлено неудобство при работе с пеналами зарядов, а также конструктивные недостатки пневматического досылателя, в результате чего скорострельность оставалась на уровне базового орудия. Дальнейшее совершенствование конструкции Д-11 привело к созданию модернизированного образца под индексом Д-11М, который показал рост дальности стрельбы осколочно-фугасным снарядом до 19,3 км благодаря увеличенной каморе и применению более мощных картузных зарядов.
2С9
Головным разработчиком системы был назначен климовский ЦНИИ точного машиностроения, разработка боеприпасов была поручена ГНПП «Базальт». Первоначально, орудие проектировалось в свердловском ОКБ-9 под руководством В. А. Голубева, однако, после смены руководства, ОКБ-9 отказалось от дальнейших работ, исполнителем по созданию 120-мм орудия было назначено специальное конструкторское бюро Завода № 172 под руководством Ю. Н. Калачникова Несмотря на то, что базовое шасси было разработано и производилось на Волгоградском тракторном заводе, Волгоградский завод отказался от сборочных работ по САУ 2С9, поэтому конструированием вращающейся башни и окончательной сборкой 2С9 занимался пермский Завод № 172. В 1976 году был собран первый опытный образец САУ 2С9, оснащённый стволом длиной . К 1979 году была изготовлена батарея из шести опытных САУ 2С9. Во второй половине 1976 года батарея была направлена на Ржевский полигон для прохождения полигонных испытаний, после успешного завершения которых началась подготовка к войсковым испытаниям. Войсковые испытания проходили в 1980 году в два этапа, первый проводился с февраля по март на Лужском полигоне, второй — в июле на территории Азербайджанской ССР. Результаты испытаний были признаны успешными и система в составе САО 2С9 и осколочно-фугасного снаряда 3ОФ49 была рекомендована к принятию на вооружение. После устранения выявленных недоработок и недостатков постановлением ЦК КПСС и Совета министров СССР № 630—187 от 1 июля самоходное артиллерийское орудие 2С9 «Нона-С» было официально принято на вооружение Советской Армии.