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-122
Прототип тяжёлой САУ ИСУ-122 "Объект 242" был построен на ЧКЗ в декабре 1943 года. Фактически он представлял собой ранее разработанную ИСУ-152 и отличался от неё только вооружением — вместо 152-мм гаубицы-пушки МЛ-20С на новой машине установили 122-мм пушку А-19. Поскольку оба этих орудия в буксируемом варианте устанавливались на один и тот же лафет 52-Л-504А и были весьма близки по конструкции, то особых трудностей при перестволении не возникало. "Объект 242" был успешно испытан на Гороховецком артиллерийском полигоне, но не был немедленно запущен в серийное производство — в то время все бронекорпуса ИСУ комплектовались гаубицей-пушкой МЛ-20С. Однако к весне 1944 года выпуск бронекорпусов ИСУ превысил выпуск орудий МЛ-20С, и было принято решение оснастить недоукомплектованные серийные машины пушкой А-19 (точнее, её слегка модернизированным вариантом А-19С (Индекс ГАУ — 52-ПС-471), более удобным для наводчика в стеснённых условиях боевого отделения самоходки). На тот момент на складах имелся определённый запас стволов А-19, которые могли быть без особых проблем адаптированы к установке в САУ серии ИСУ. В свете этих обстоятельств Государственный комитет обороны 12 марта 1944 года официально принял на вооружение РККА прототип "Объект 242" под названием ИСУ-122. В апреле 1944 года первые серийные ИСУ-122 покинули сборочные линии ЧКЗ. В августе 1945 года конвейер завода покинули последние 100 машин.