Самоходная установка ИСУ-122 была разработана в декабре 1943 г. в КБ завода № 100 под руководством Ж. Я. Котина. При разработке имела заводское обозначение "Объект 242". Изготовленный опытный образец установки прошел полигонные испытания на Гороховецком АНИОПе в декабре 1943 г. Постановлением ГКО от 12 марта 1944 г. установка ИСУ-122 была принята на вооружение Красной Армии. Серийное производство машины началось на ЧКЗ с апреля 1944 г. и продолжалось до сентября 1945 г. До 1 июня 1945 г. завод выпустил 1435 самоходных установок ИСУ-122, которые широко использовались в боях на завершающем этапе Великой Отечественной войны. Всего за время серийного производства было выпущено 1735 машин.

Самоходная установка ИСУ-122 относилась к типу полностью бронированных самоходных установок с передним расположением броневой рубки. Она была выполнена на базе самоходной установки ИСУ-152 путем замены гаубицы-пушки МЛ-20С обр. 1937/43 гг. на 122-мм полевую пушку А-19 обр. 1931/37 гг. (устанавливалась до мая 1944 г.) с изменением подвижной бронировки орудия. Эта работа была проведена с целью повышения противотанкового действия самоходных установок на большей дальности прямого выстрела. Высота линии огня составляла 1790 мм. Экипаж состоял из пяти или четырех человек. Размещение экипажа в машине было аналогичным размещению экипажа в установке ИСУ-152. Если экипаж установки состоял из четырех человек, то обязанности заряжающего выполнял замковый.

В мае 1944 г. в конструкцию ствола пушки А-19 были внесены изменения, которые нарушили взаимозаменяемость вновь разработанных стволов с ранее выпущенными. Модернизированное орудие имело наименование - 122-мм самоходная пушка обр. 1931/44 гг. Оба орудия имели поршневой затвор. Длина ствола составляла 46,3 калибра. На машинах устанавливались как стволы моноблоки, так и стволы со свободной трубой. Устройство пушки А-19 во многом было одинаково с устройством 152-мм гаубицы-пушки МЛ-20С и отличалось от последней установкой ствола меньшего калибра с увеличенной на 730 мм длиной, отсутствием дульного тормоза и меньшим числом нарезов. Для наводки орудия использовались подъемный механизм секторного типа и поворотный механизм винтового типа. Углы вертикальной наводки составляли от -3 до +22°, по горизонтали - в секторе 10°. Для предохранения подъемного механизма от инерционных нагрузок в его конструкцию было введено сдающее звено в виде конусной фрикционной муфты, размещенной между червячным колесом и шестерней подъемного механизма. При стрельбе использовались телескопический прицел СТ-18, который отличался от прицела СТ-10 (МЛ-20С) только нарезкой шкал, и панорамный прицел с полунезависимой или с независимой линией прицеливания (панорама Герца). Дальность стрельбы прямой наводкой составляла 5000 м, наибольшая - 14300 м. Скорострельность - 2 - 3 выстр./мин. В боекомплект установки входили 30 выстрелов раздельного гильзового заряжания с бронебойно-трассирующими: остроголовым снарядом и снарядом с баллистическим наконечником (БР-471 и БР-471Б), а также осколочно-фугасными пушечными гранатами: цельнокорпусной короткой, с привинтной головкой и длинной (ОФ-471Н, ОФ-471). Для стрельбы осколочно-фугасными пушечными гранатами применялись заряды полный (Ж-471) и третий (ЖН-471), которые отличались друг от друга навеской пороха, а для стрельбы бронебойно-трассирующими снарядами - только полный заряд (Ж-471). Начальная скорость бронебойного снаряда при массе 25 кг составляла 800 м/с. Дополнительно в боевом отделении укладывались два 7,62-мм пистолета-пулемета ППШ (ППС) с боекомплектом 1491 патрон (21 диск) и 25 ручных гранат Ф-1.

В декабре 1943 г. на Гороховецком АНИОПе при испытании самоходной установки на кронштейне в районе люка командира (правого люка) была смонтирована зенитно-пулеметная установка 12,7-мм пулемета ДШК конструкции завода № 100. После доработки конструкции зенитная установка пулемета ДШК была принята на вооружение и с октября 1944 г. устанавливалась на серийных установках ИСУ-122. Для стрельбы использовался коллиматорный прицел К8-Т. Боекомплект к пулемету ДШК составлял 250 патронов.

Броневая защита была сохранена на уровне противоснарядной броневой защиты самоходной установки ИСУ-152. Толщина брони маски пушки составляла 100 мм.

Силовая установка, трансмиссия, ходовая часть и электрооборудование самоходной установки ИСУ-122 по сравнению с применяемыми на самоходной установке ИСУ-152 изменений не претерпели. Большой вылет ствола, в связи с установкой пушки А-19 в передней части броневой рубки, ограничивал маневренность машины.