Самоходные установки СУ-5 поступили на вооружение механизированных корпусов и отдельных мехбригад. По состоянию на 1 января 1938 года они имелись в составе следующих соединений: 4 машины в 5-м мехкорпусе Московского военного округа, 4 в 4-й мехбригаде Белорусского военного округа, 4 в 8-й мехбригаде Киевского военного округа, 2 в 7-м мехкорпусе и 4 в 11-й мехбригаде Ленинградского военного округа, 5 во 2-й и 6 в 23-й мехбригадах Отдельной Краснознаменной Дальневосточной армии (ОКДВА), 2 машины находились на научно-испытательном артиллерийском полигоне и 1 в ремонте на заводе № 174.

В летом 1938 года, во время конфликта с японцами в районе озера Хасан, СУ-5 участвовали в боях в районе высот Заозерная и Безымянная, действуя в составе артиллерийских батарей 2 и 3-го танковых батальонов 2-й мехбригады ОКДВА. Так, 31 июля самоходки поддерживали огнем свои танки и пехоту. В документах об этом сказано следующее: «2-й танковый батальон совместно с частями 40-й стрелковой дивизии имел задачу уничтожить огневые точки противника на высоте Заозерная. Боевой порядок батальона был построен в три эшелона, в атаке участвовало 47 танков. Батарея 2-го танкового батальона (4 СУ-12 и 2 СУ-5) с открытых позиций поддерживали атаку танков.

3-й танковый батальон выступил в 15.15. Батарея (4 СУ-12 и 2 СУ-5) открыла огонь по противнику и выпустила 248 76-мм и 23 122-мм снаряда».

Из-за кратковременных боевых действий, которые уже 11 августа 1938 года закончились, применение СУ-5 носило весьма ограниченный характер. Несмотря на это, в отчетных документах отмечалось, что самоходные орудия оказали большую поддержку пехоте и танкам.

В сентябре 1939 года, во время «освободительного» похода в Западную Украину и Белоруссию, батарея СУ-5 из состава 32-й танковой бригады совершила 350-километровый марш, однако в боевых столкновениях с польскими частями машины не участвовали. После этого одна СУ-5 была отправлена в капитальный ремонт.

По состоянию на 1 июня 1941 года в Красной Армии имелось 28 СУ-5: 11 на Дальневосточном фронте, 9 в Киевском Особом и 8 в Западном Особом военных округах. Из них было исправно только 16 машин.

Каких-либо сведений об использовании СУ-5 в Великой Отечественной войне пока обнаружить не удалось. Все они были потеряны или брошены из-за неисправностей в первую неделю боев. Подтверждением этому может служить выписка из «Акта на потерянные боевые машины» 34-й танковой дивизии 8-го механизированного корпуса, в которой сказано: «Т-26 СУ-5 — 2 штуки, 1 (№ 91166) оставлена в г. Грудек-Ягелонский в ожидании ремонта из-за отсутствия экипажа, 1 (№ 916166) находилась на ремонте во Львове (была сдана в марте), судьба неизвестна».

САМОХОДНАЯ УСТАНОВКА СУ-6. Разработка самоходной установки для противовоздушной обороны механизированных соединений начались на Заводе опытного машиностроения имени Кирова после принятия 22 марта 1934 года постановления СТО при СНК СССР о перевооружении Красной Армии современной артиллерийской техникой. Руководил проектированием П. Сячентов, ведущим инженером по машине был Л. Троянов. Опытный образец, получивший индекс СУ-6 был готов в августе 1935 года и сразу же поступил на испытания.

Опытный образец самоходной установки СУ-6 в походном положении, общий вид. Ленинград, завод № 185 имени Кирова, лето 1935 года. (АСКМ).

Машина представляла собой открытую самоходную установку, изготовленную с использованием узлов и агрегатов танка Т-26. От последнего использовались безо всяких изменений двигатель, главное сцепление, сочленения карданного вала, коробка перемены передач, бортовые фрикционы, тормоза и бортовые передачи. Корпус, склепанный из 6—8-мм брони, по сравнению с Т-26 был шире и длиннее. Для придания необходимой жесткости его усилили тремя поперечными перегородками, между которыми устанавливались складные сиденья расчета. На крыше корпуса, дополнительно укрепленной угольниками, болтами и заклепками крепилась тумба 76-мм зенитной пушки 3К. По бортам корпуса на петлях крепились борта из 6-мм брони, защищавшие экипаж от обстрела во время маршей. Во время стрельбы борта откидывались и удерживались специальными упорами. Задний и передний борта также откидывались, причем передний опускался внутрь и закрывал собой люки сидений командира и механика-водителя. Люки сидений расчета прикрывались специальными крышками, закрепленными на петлях. Таким образом, в боевом положении, при откидывании всех бортов и крышек, получалась довольно большая площадка, которая позволяла расчету 76-мм орудия работать без помех.

Установка 76-мм пушки на шасси Т-26. Ленинград, завод имени Кирова, осень 1941 года (РГАКФД).

В ходовую часть было добавлено по одному опорному катку (на каждый борт), подрессоренному спиральной пружиной. Для уменьшения нагрузок на подвеску при стрельбе, на каждом борту был установлен специальный гидравлический выключатель, разгружавший рессоры и передававший нагрузку непосредственно на опорные катки.

Масса СУ-6 в боевом положении с экипажем из 6 человек составляла 11 т, максимальная скорость по шоссе 28 км/ч, запас хода 130 км. Помимо 76-мм зенитной пушки вооружение машины состояло из двух 7,62-мм пулеметов ДТ, установленных в переднем и заднем откидных бортах. Боекомплект составлял 48 снарядов и 1167 патронов.

В ходе заводских испытаний СУ-6, проведенных с 12 сентября по 11 октября 1935 года, машина прошла 180 км и сделала 50 выстрелов. В выводах комиссии отмечалось следующее: «На основании проведенных испытаний можно считать, что образец вполне подготовлен к полигонным испытаниям. Дефектов и разрушений не обнаружено, кроме разрушения одного опорного катка».

Самоходная установка 76-мм полковой пушки обр. 1927 года на шасси танка Т-26.

В конце 1935 года СУ-6 поступила на Научно-испытательный артиллерийский полигон. Из-за частых поломок машины испытания шли довольно долго, а их результаты оставляли желать лучшего. Всего СУ-6 прошла 750 км и сделала 416 выстрелов. При этом отмечалась малая мощность двигателя, который перегревался даже после 20 — 30-километровых маршей, неудовлетворительная прочность опорных катков и рессор подвески, низкая кучность при стрельбе, как с включенным, так и с выключенным подрессориванием, а также низкая устойчивость всей системы. Результат оказался неутешителен — комиссия сделала вывод о полной непригодности машины для использования в мехсоединениях.

В октябре-декабре 1936 года на СУ-6 вместо 76-мм пушки установили 37-мм зенитный автомат Б. Шпитального, изготовленный на заводе № 8. В конце того же года завод № 185 (бывший Опытный завод имени Кирова) получил заказ на изготовление 4 шасси СУ-6 для установки на них автоматов Шпитального. Однако в ходе испытаний первого образца выявились ненадежная работа автоматики, неудовлетворительную конструкцию системы питания и массу других недостатков. Поэтому дальнейшие работы по этой артсистеме свернули, а в январе 1937 года прекратили и сборку четырех шасси СУ-6.