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
По ходу наступательной фазы Курской битвы СУ-152 также хорошо проявили себя в качестве мобильной тяжёлой артиллерии усиления танковых и стрелковых частей РККА. Часто они сражались в первых линиях наступающих сил, но есть и свидетельства о том, что их нередко использовали как изначально планировалось — в качестве средства огневой поддержки во второй линии, потому и выживаемость экипажей была выше. География использования СУ-152 во второй половине 1943 и первой половине 1944 годов была очень широкой — от Ленинграда до Крыма, например, 9 мая 1944 года в освобождённый Севастополь вошла единственная уцелевшая СУ-152 (вместе с КВ-85) 1452-го ТСАП. Но сравнительно небольшое число выпущенных машин вместе с боевыми и небоевыми потерями привели к тому, что со второго полугодия 1944 года их осталось уже немного, в ТСАП (ставшими гвардейскими ОТСАП) они были заменены при их реорганизации на ИСУ-152 и ИСУ-122, оставшиеся самоходки воевали в составе различных частей и соединений, включая формирования Войска Польского в СССР.