Самоходная установка СУ-152 (КВ-14) была разработана в декабре 1942 г. - январе 1943 г. конструкторским бюро Челябинского Кировского завода под руководством Ж. Я. Котина на основе проекта КБ УЗТМ, выполненного Г. Н. Рыбиным, К. Н. Ксюниным и др. в марте 1942 г. Ведущим конструктором машины был Л. С. Троянов. Опытный образец был изготовлен 24 января 1943 г. и имел заводское обозначение КВ-14 ("Объект 236"). В начале февраля 1943 г. установка успешно прошла испытания на Чебаркульском полигоне и постановлением ГКО от 14 февраля 1943 г. была принята на вооружение РККА. Серийное производство самоходной установки СУ-152 осуществлялось с февраля до декабря 1943 г. Всего было выпущено 670 машин. Самоходная установка СУ-152 получила широкую известность во время Курской битвы летом 1943 г., когда она использовалась как мощное противотанковое средство для уничтожения немецких танков T-V "Пантера" и T-VI "Тигр-I".

Установка СУ-152 относилась к типу полностью бронированных самоходных установок с передним расположением броневой рубки и была создана на базе танка КВ-1С. Боевое отделение и отделение управления были совмещены. Экипаж состоял из пяти человек. Механик-водитель располагался слева впереди в отделении управления, за ним наводчик, за наводчиком - заряжающий. Справа от орудия впереди размещался командир машины, за ним - замковый. Для наблюдения за полем боя использовались перископ ПТК-4, обеспечивавший круговой обзор и пять призменных зеркальных смотровых приборов, установленных на крыше броневой рубки и крышках левого и кормового люков. В крышке правого люка имелся лючок для сигнализации. У механика-водителя имелся смотровой лючок со стеклоблоком, закрываемый броневой крышкой со смотровой щелью. Посадка экипажа производилась через два люка, закрываемых броневыми крышками: круглый, расположенный в передней части крыши справа и прямоугольный двухстворчатый люк, расположенный в кормовой части крыши и кормовом листе рубки. В днище корпуса в боевом отделении располагался запасной (аварийный) люк. Левый круглый люк, закрывавшийся броневой крышкой, предназначался для панорамы Герца.

Основным оружием являлась 152,4-мм пушка-гаубица МЛ-20 обр. 1937 г. с поршневым затвором с инерционным предохранителем и щелевым дульным тормозом, смонтированная в рамке в лобовом броневом листе броневой рубки. Длина ствола составляла 28,8 калибра, высота линии огня - 1800 мм. В конструкции противооткатных устройств использовались гидравлический тормоз отката и гидропневматический накатник. Для наводки орудия использовались ручные секторные механизмы, которые обеспечивали углы вертикальной наводки от -5 до +18 градусов, по горизонтали - в секторе плюс-минус 12 градусов. Для наводки орудия на цель использовались подъемный и поворотный механизмы секторного типа и прицелы: телескопические СТ-10 или КТ-5 - при стрельбе прямой наводкой и панорама Герца - при стрельбе с закрытых огневых позиций. При стрельбе ночью шкалы прицела и панорамы, а также прицельная и орудийная стрелки имели специальную подсветку. Дальность стрельбы прямой наводкой составляла 3800 м, наибольшая - 6200 м (по другим данным, в т. ч. тех же авторов - 13000 м - А. С.). Скорострельность пушки-гаубицы составляла 2 выстрела в минуту. Для облегчения заряжания орудия был установлен откидной лоток, который обеспечивал устранение задевания ведущего пояска снаряда за срез трубы ствола. В боекомплект установки входили 20 выстрелов раздельного гильзового заряжания. Для стрельбы использовались: осколочно-фугасная дальнобойная стальная пушечная граната ОФ-540 с взрывателем ГВМЗ (или РГМ, РГМ-2, Д-1), бетонобойный гаубичный снаряд Г-530 с взрывателем КТД, осколочно-фугасная дальнобойная стальная гаубичная граната ОФ-530 с взрывателем РГМ (или РГМ-2, РГ-6, Д-1, ГВМЗ), осколочная дальнобойная гаубичная граната сталистого чугуна О-530А с взрывателем ГВМЗ, бронебойно-трассирующий снаряд БР-540 с взрывателем ДР и фугасный морской полубронебойный снаряд с взрывателем КТМФ, а также заряды нового и старого устройства и специальные - для стрельбы бронебойно-трассирующими снарядами (с начальной скоростью 600 м/с) и фугасными морскими полубронебойными снарядами (с начальной скоростью 573 м/с). Заряды нового устройства - унифицированные состояли из полного переменного и уменьшенного переменного (Ж-545, ЖН-545 и Ж-545У, ЖН-545У). Заряды старого устройства также состояли из полного переменного и уменьшенного переменного (Ж-544, ЖН-544 и ЖН-545У). Кроме того могли использоваться пушечные бетонобойные снаряды Г-545 с тем же взрывателем массой 56 кг и фугасные стальные пушечные гранаты старого образца Ф-542 и Ф-542Ш. Дополнительно в боевом отделении укладывались два 7.62-мм пистолета-пулемета ППШ с боекомплектом 1278 патронов (18 дисков) и 25 гранат Ф-1, позднее боекомплект к ППШ был увеличен до 1562 патронов (22 диска).

Броневая защита - противоснарядная. Корпус и рубка установки были сварены из броневых катаных листов толщиной 20, 30, 60 и 70 мм. Маска пушки имела толщину 60 мм. Зазор между подвижной бронировкой орудия и верхним лобовым листом корпуса машины был защищен броневым прикрытием.

Лобовой, скуловые, бортовые и кормовой броневые листы рубки, а также лобовые листы корпуса имели рациональные углы наклона. Борта корпуса - вертикальные. В правом нижнем бортовом листе корпуса в боевом отделении располагался люк для загрузки боеприпасов, закрываемый откидной броневой крышкой на петлях. В закрытом положении крышка люка удерживалась двумя болтами. Для стрельбы из личного оружия в лобовом и кормовом листах броневой рубки имелись специальные отверстия, закрывавшиеся броневыми пробками. Кормовая часть корпуса состояла из двух броневых листов (верхнего и нижнего) закругленной формы, приваренных к бортовой броне корпуса. В средней части верхний лист перекрывал нижний, образуя тем самым карман для выхода охлаждающего воздуха из САУ. Для защиты от попадания посторонних предметов карман закрывался проволочной сеткой. Крыша броневой рубки - съемная, состоящая из двух частей, соединенных между собой. С передним, скуловыми, боковыми и кормовым листами рубки листы крыши соединялись с помощью болтов. В передней части крыши рубки помимо двух люков и отверстия под смотровой прибор, имелись два отверстия (справа) для установки командирской панорамы и антенного ввода, прикрытого броневым стаканом, и сзади справа - лючок, закрывавшийся откидной броневой крышкой на петлях, для доступа к заправочным горловинам топливных баков, расположенным в боевом отделении. Отверстия под смотровые приборы в крыше рубки и крышках люков имели броневое прикрытие. Вентиляция боевого отделения осуществлялась за счет тяги воздуха, создававшейся работающим двигателем при открытых шиберах в моторной перегородке. Крыша над моторно-трансмиссионным отделением состояла из двух съемных броневых листов, крепящихся к корпусу САУ болтами. Первый лист крыши в центральной части имел люк для доступа к двигателю, закрывавшийся броневой крышкой. В центре крышки в выпуклой ее части находилось отверстие, закрывавшееся броневой пробкой, которое предназначалось для заливки воды в систему охлаждения двигателя. По краям листа вдоль бортов корпуса имелись два прямоугольных отверстия для доступа охлаждающего воздуха к двигателю машины, закрывавшиеся сверху защитными сетками. В задней части листа были сделаны два отверстия для прохода выхлопных труб, над которыми устанавливались броневые прикрытия. Задний броневой лист имел два круглых люка для доступа к узлам и агрегатам трансмиссии, которые закрывались откидными броневыми крышками на петлях. Днище корпуса было сварено из двух броневых листов и имело люки и отверстия, закрываемые броневыми крышками и пробками. В качестве противопожарного оборудования использовался один тетрахлорный огнетушитель.

В моторно-трансмиссионном отделении вдоль продольной оси корпуса устанавливался дизель В-2К мощностью 600 л. с. (441 кВт). Пуск двигателя осуществлялся с помощью электростартера СТ-700 мощностью 15 л. с. (11 кВт) или сжатого воздуха из двух воздушных баллонов емкостью 5 л каждый. Емкость основных топливных баков составляла 600-615 л. При установке запасных наружных баков запас возимого топлива увеличивался на 360 л. Запас хода установки по шоссе на основных баках достигал 330 км.

В состав трансмиссии входили: многодисковый главный фрикцион сухого трения стали по феродо, четырехступенчатая коробка передач с демультипликатором, обеспечивавшая восемь передач переднего и две передачи заднего хода, два многодисковых бортовых фрикциона с трением сталь по стали, с плавающими ленточными тормозами с накладками феродо и два бортовых планетарных редуктора. Приводы управления трансмиссией - механические.

Подвеска - индивидуальная торсионная, с ограничителями хода опорных катков. В состав гусеничного движителя входили двенадцать сдвоенных опорных катков (диаметром 600 мм), шесть поддерживающих катков, два направляющих колеса с механизмами натяжения гусениц, два ведущих колеса кормового расположения со съемными зубчатыми венцами цевочного зацепления с мелкозвенчатыми гусеницами. Опорные и поддерживающие катки, а также направляющие колеса были выполнены цельнометаллическими - без резиновой амортизации. Ширина штампованного трака гусеницы составляла 608 мм.

Электрооборудование установки было выполнено по однопроводной схеме, за исключением аварийного освещения (двухпроводное). Напряжение бортовой сети составляло 24 В. В качестве источников электроэнергии использовались четыре аккумуляторные батареи 6СТЭ-128 или 6СТЭ-144, соединенные последовательно-параллельно, общей емкостью соответственно 256 А-ч или 288 А-ч, а также генератор ГТ-456ЗА мощностью 1 кВт с реле-регулятором РРА-24. В состав потребителей электроэнергии входили: электростартер СТ-700 с пусковым реле РС-371 или РС-400, радиостанция, телефонные аппараты ТПУ, электросигнал, приборы внутреннего и наружного освещения и освещения артприборов, контрольно-измерительные приборы, электроарматура и электропроводка. Для внешней радиосвязи устанавливалась радиостанция 9Р или 10Р (10РК-26) с умформерами РУ-75В и РУ-11Б, для внутренней связи - танковое переговорное устройство ТПУ-4БИС.