ИСУ-152
6 ноября 1943 года постановлением Государственного комитета обороны новая САУ была принята на вооружение РККА под окончательным названием ИСУ-152. В том же месяце началось серийное производство ИСУ-152 на Челябинском Кировском заводе (ЧКЗ). В декабре 1943 года СУ-152 и ИСУ-152 ещё выпускались на ЧКЗ совместно, а со следующего месяца ИСУ-152 полностью заместила свою предшественницу СУ-152 на сборочных линиях. 
В процессе производства в конструкцию ИСУ-152 вносились незначительные изменения, направленные на повышение боевых и эксплуатационных качеств и снижение себестоимости машины. 
Ввиду большой загруженности ЧКЗ выпуском тяжёлых танков ИС-2 бронекорпуса для самоходок ИСУ поставлял Уральский завод тяжёлого машиностроения (УЗТМ). 
В связи с нехваткой стволов гаубиц-пушек МЛ-20С с апреля 1944 года начался серийный выпуск САУ ИСУ-122, отличавшихся от ИСУ-152 только установленной артиллерийской системой (соответственно прицелом, боекомплектом и тенденциями в боевом применении) — вместо МЛ-20С в бронекорпус монтировались 121,92-мм пушки А-19С, которые в то время находились в избытке на складах вооружений. 
Во второй половине 1944 года был введён новый сварной нос корпуса из катаных бронеплит вместо одной цельнолитой детали, толщину бронемаски орудия увеличили с 60 до 100 мм. Также на САУ стали устанавливать 12,7-мм зенитный крупнокалиберный пулемёт ДШК и увеличили ёмкость внутренних и наружных топливных баков. Радиостанция 10Р была заменена на улучшенный вариант 10РК. 
С начала 1945 года на САУ стали устанавливать 12,7-мм зенитный крупнокалиберный пулемёт ДШК. Производство ИСУ-152 на ЧКЗ
ИСУ-152 образца 1945 года
Усиление защиты было достигнуто как путём увеличения толщины бронирования, так и размещения его под более выгодными углами для противодействия бронебойному действию снарядов. Разработчики бронекорпуса успешно справились с поставленной задачей: лоб установки представлял собой сплошную катаную бронеплиту толщиной 120 мм, наклонённую под углом 50° к вертикали. Для сравнения, у серийной ИСУ-152 лобовые бронедетали имели толщину 90 мм и угол наклона 30° к вертикали. Бронирование маски пушки довели до 160 мм, а вместе с бронекожухом противооткатных устройств суммарная максимальная толщина бронировки орудия достигала 320 мм. За счёт перекомпоновки боевого отделения общая масса САУ возросла всего лишь на 1,3 тонны по сравнению с серийной ИСУ-152. Для тяжёлой САУ ИСУ-152 образца 1945 года имела рекордно низкую общую высоту машины — 2240 мм. Среди всех опытных и серийных советских САУ времён Великой Отечественной войны ИСУ-152 образца 1945 года была самой защищённой от огня противника. Её лобовому бронированию было по силам выдержать огонь даже мощнейшей германской противотанковой пушки Pak 43.