В 1944 году на фронте во все возрастающих количествах стали появляться немецкие тяжелые танки, что потребовало создания еще более мощного истребителя танков. В середине 1944 года под руководством Ф. Ф. Петрова была сконструирована мощная 100-мм пушка Д-10С. Используя это орудие и базу танка Т-34-85, КБ завода под руководством Л. И. Горлицкого оперативно разработало СУ-100 — одну из лучших противотанковых САУ второй мировой войны.

Пушка, установленная в правой передней части боевого отделения в лобовом листе корпуса, обладала исключительной огневой мощью и эффективно вела борьбу с танками противника на всех дистанциях прицельного огня. Бронебойный снаряд с расстояния 2000 метров поражал броню толщиной 139 мм, а на дальности до километра пробивал немецкие танки практически насквозь.

Скорострельность пушки составляла 5-6 выстрелов в минуту, а ее боекомплект состоял из 34 выстрелов унитарного заряжания. Масса машины с боекомплектом равнялась 31,6 т и не превышала боевую массу базового танка (32 т). По ходовым качествам и маневренности самоходная установка практически не уступала танку.

По конструкции СУ-100 очень близка к своей предшественнице СУ-85. Корпус машины сваривался из броневых плит, установленных с большими углами наклона, в частности лобовая плита имела наклон 50° к вертикали. По сравнению с СУ-85 толщина ее на СУ-100 была увеличена и достигла 110 мм. Боковые стенки надстройки имели наклон в 20°. Справа в рубке располагалась командирская башенка, основание которой выступало за габариты боковой стенки. В этом состояло все внешнее отличие СУ-100 от СУ-85, которая командирской башенки не имела.

Производство СУ-100 продолжалось до окончания войны, затем самоходка была модернизирована. Ее оснастили приборами ночного видения, жидкостным подогревателем и воздухоочистителем новой конструкции.