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
СУ-152
Среди зарубежных машин СУ-152 не имела прямых и близких по времени создания аналогов в своей категории по массе. Вооружённые длинноствольными орудиями калибра 150—155 мм немецкая САУ Hummel («Хуммель») и американская Gun Motor Carriage M12 были легкобронированными самоходными гаубицами с полуоткрытой или открытой установкой основного вооружения на базе средних танков и, в отличие от достаточно хорошо защищённой со всех сторон СУ-152, выходили из строя при первом же близком разрыве тяжёлого осколочно-фугасного снаряда, и потому были гораздо более уязвимы к артподготовкам и контрбатарейному огню. Вооружённые 88-мм пушками StuK 43 немецкие САУ на базе тяжёлых танков «Фердинанд» и «Ягдпантера» были специализированными истребителями танков (первый имел также одним из своих официальных обозначений «штурмовое орудие» и более чем в полтора раза превышал СУ-152 по массе). Бронепробиваемость их орудий и лобовая бронезащита существенно превосходили эти параметры у СУ-152, однако осколочно-фугасный снаряд был существенно слабее. Самым же близким аналогом советской САУ был так называемый «штурмовой танк» Sturmpanzer IV «Brummbär» («Бруммбэр»), построенный на базе среднего танка PzKpfw IV и вооружённый короткоствольной 150-мм гаубицей StuH 43, модификацией известного пехотного орудия sIG 33. При незначительно меньшей массе осколочно-фугасной гранаты Brummbär отличался гораздо более мощным лобовым бронированием (до 100 мм с некоторым наклоном) и также был очень эффективен против укреплений и небронированных целей. Как и СУ-152, немецкая САУ могла использоваться для стрельбы с закрытых позиций, причём вследствие большого угла возвышения орудия была возможной навесная стрельба, но из-за низкой начальной скорости снаряда Brummbär проигрывал СУ-152 в максимальной дальности своего огня. Также с успехом Brummbär мог применяться и против танков, поскольку помимо и без того разрушительной 150-мм осколочно-фугасной гранаты в его боекомплект входил ещё и кумулятивный снаряд, пробивавший 170—200 мм брони. Однако преимуществом СУ-152 в стрельбе по бронецелям перед немецкой САУ была высокая начальная скорость её снарядов — то есть бо́льшая настильность траектории и дальность прямого выстрела, меньшие трудности в прицеливании по движущейся мишени.