Несмотря на сжатость срока поставленной задачи, был конкурс, фаворитом которого стал проект маститого конструктора танков Ж. Я. Котина. Согласно его идее, качающуюся часть 152-мм пушки-гаубицы МЛ-20 практически без изменений устанавливали в рамку и вместе с боекомплектом и экипажем разместили в специально спроектированной боевой рубке на шасси «котинского танка» КВ. Серийное орудие конструктивным изменениям при этом почти не подвергалось, немного изменились лишь противооткатные устройства и расположение цапф орудия. По проекту Котина, уменьшалась сила отдачи и сокращалась длина люльки, на которой установили усиленную обойму с цапфами. При этом броневой щит кроме защиты от снарядов служил еще и уравновешивающим элементом.

Самым главным вопросом, который волновал разработчиков больше всего, была возможность размещения подобной артсистемы на танковом шасси. К счастью, орудие вписалось, и даже удавалось разместить двадцать 49-килограммовых фугасных снарядов и столько же больших гильз к ним, так как пушка-гаубица являлась буксируемой артиллерийской системой, со всеми вытекающими отсюда особенностями ее боевого применения. Таким образом, скорострельность артсамохода, так же как и боекомплект, были небольшими. Начальная скорость снаряда — около 655 м/с — тоже не являлась высокой. Но при такой скорости боеприпас размером с чемодан и массой в 43,56 кг разрушал лобовые детали брони любого танка того времени, а попадание в башню неминуемо срывало ее с погона. Динамический удар был таков, что экипаж вражеской боевой машины, если он по каким-либо причинам не получал «механических» повреждений, уже не мог продолжать бой по медицинским показателям (потеря сознания, сотрясение мозга и т. д.). Кроме стрельбы по танкам из пушки-гаубицы можно было вести огонь по навесной траектории с закрытых позиций. Последний показатель являлся, наверное, единственным, где наш артсамоход по своим возможностям превосходил «Тигр», но в условиях скоротечного танкового боя недостатки отечественной САУ сильно нивелировались гигантским калибром артсистемы, отработанной и надежной артиллерийской и гусеничной базой, а также высокой квалификацией экипажей, которые в первое полугодие формирования самоходно-артиллерийских частей укомплектовывали за счет артиллерийских кадров, традиционно являвшихся интеллектуальной элитой российской армии.

Группа проектирования СУ-152 под общим руководством Ж. Я. Котина была создана в конце 1942 года (в нее входили 7 человек: Л. С. Троянов, Г. Н. Рыбин, К. Н. Ильин, Н. Н. Звонарев, В. М. Селезнев, П. С. Тарапатин и В. И. Таротько. — Примеч. авт.), защита проекта САУ была проведена 2 января 1943 года, а 25 января того же года готовая СУ-152 выкатилась на полигон для огневых испытаний.

Скорость проектирования и постройки артсамохода была потрясающей. Вокруг серийной пушки, доставленной с завода № 172 (г. Мотовилиха) и стоявшей на тумбе, по эскизным чертежам из фанеры начали строить макет корпуса в предельно допустимых габаритах. Вращение артсистемы удалось обеспечить с горизонтальным углом поворота 12°, угол возвышения — 18° и угол склонения — 5°. На основе «фанерных лекал» создавали чертежи, а уже по ним «одевали» орудие в броню.

Наконец опытный образец был готов в металле. Пришло время поставить привезенную из Перми пушку на предназначенное ей место. Но тут во время сборки машины выяснилось, что орудие не проходит в проем, оставленный для него в боевой рубке.

— Видел свою работу? — сверкнув глазами, спросил оплошавшего проектировщика главный конструктор серийного производства Н. Л. Духов.

— Видел…

— Что будешь делать?

— Резать сварочным аппаратом по живому.

— Правильно, действуй.

А сам, повернувшись, направился к группе военных и представителей наркомата, которые тут же в цехе ожидали окончания сборки. На взволнованные вопросы, что случилось, в чем причина задержки, Н. Л. Духов отшутился:

— Да мы пушку не тем концом вставляли.

Напряженность исчезла, все поняли, что ошибка поправима и не нужно из нее делать трагедии.

Наступило 25 января 1943 года. На полигоне близ Челябинска предстояло произвести первые выстрелы из нового артсамохода. Подготовились стрелять болванками весом 50 кг. Дистанция всего 80 м. Прозвучал грохочущий выстрел. Машина дернулась, даже присела немного, и откатилась назад на метр. При этом несколько балансиров катков дошли до упоров, но нигде ничего не поломалось, ходовая часть оставалась целехонькой. Первый успех окрылил людей. Может быть, поэтому от души посмеялись над одним инженером, когда он, неожиданно застигнутый грохотом выстрела, упал в снежный сугроб.

— Ну, первая жертва! — шутили над ним товарищи.

За этим успехом пошли горячие обсуждения огневых возможностей машины. Установка столь мощного орудия на стрельбу прямой наводкой была необычной. Представитель Главного артиллерийского управления инженер-подполковник П. Ф. Соломонов не имел необходимых расчетных данных, чтобы оценить, какой будет траектория фугасно-осколочного или бронебойного снаряда при выстреле прямой наводкой из 152-мм гаубицы. Сколько пролетит тяжелый снаряд, пока не врежется в землю? Этого никто из присутствовавших на испытаниях определить не мог: все выверенные таблицы стрельб по дальности и эллипсу рассеивания из этого орудия были составлены только для навесного огня. Воистину, группа разработчиков шла непроторенными путями! Их сомнения можно было разрешить только при испытательных стрельбах на специальном полигоне. Такой полигон существовал в Челябинской области.

Стрельбу начали болванками по фанерным щитам размером 2×2 м. Первый выстрел с 500 м. Отличное попадание! Второй выстрел с 800 м. Тоже попадание. Стреляют на 1000 м, на 1200 м — результат тот же — точное попадание в щит! Не удержались, крикнули: «Ура!»

Успех испытаний означал, что новая САУ СУ-152 может бить прямой наводкой по танкам противника со значительного расстояния и вести огонь по амбразурам вражеских ДОТов и ДЗОТов, а экипаж при этом будет укрыт за мощным щитом лобовой брони. Но скорострельность по прежнему была невысокой: 3–4 выстрела в минуту. Оптимальная дальность прямого выстрела составляла 890 м. Бронепробиваемость под углом 90°: с 500 м — 105 мм, с 1000 м — 95 м.

Оптический прицел пришлось поставить, какой имелся: вертикальная наводка — по совмещению перекрестий в прицеле и на фанерном щите. Для быстрейшей подготовки экипажей это даже хорошо — подготовка самая простая. Типичный подход отечественной конструкторской школы.

На полигоне испытатели имели возможность испробовать новую самоходку в стрельбе по трофейному танку. Рассказывая об этом, Ж. Я. Котин вспомнил, как один из снарядов, угодив в башню, начисто снес ее с корпуса немецкого танка.

— Вот и заставили мы гитлеровских зверей снимать шапки перед нашим орудием, — сказал кто-то из присутствовавших.

Спустя несколько дней после того как конструкторы устранили недочеты, замеченные военпредами, Государственная комиссия подписала отчет с рекомендациями о принятии на вооружение 45-тонной самоходной артиллерийской установки СУ-152. По этому поводу в «Истории Великой Отечественной войны» имеется скромное упоминание: «По заданию Государственного Комитета Обороны на Кировском заводе в Челябинске в течение 25 дней был сконструирован и изготовлен опытный образец самоходной артиллерийской установки СУ-152, с февраля 1943 года поступившей в производство». Эти машины в течение целого года выпускались на Кировском заводе серийно.