在1943年，德国在前线投入了虎式重型坦克后，苏联方面并没有太多应对的手段，在这种情况下，开发一种新的重型反坦克炮成为当务之急，于是位于车里雅宾斯克的基洛夫工厂在著名坦克设计师科京的带领下开始以KV-14为代号研制新的重型反坦克炮。
新的重型自行火炮是在KV-1S坦克的底盘上安装ML-20型152毫米火炮，还在其设计阶段时，国防委员会就在1943年2月14日以SU-152的编号采用了其设计。3月1日，该车型便在车里雅宾斯克投产，5月份，第一个装备SU-152的重型反坦克炮团便组建完毕，配给了沃尔霍夫方面军。最早Su-152被作为能够完成苏军中的新型突击炮的任务目的而设计的突击炮。可是由于虎式坦克的出现。Su-152被红军高层要求同时具有较强的反坦克能力。在此种意义上，SU-152采用了新型的ML-20炮。ML-20型炮射击初速达到655m/s，可以在2000米的距离上垂直击穿110mm的装甲（在实战中虽然远达不到书面指标，但是对抗虎式还是可以胜任的）。

在装甲防护上超过了苏军的T-34，前部最厚装甲为75毫米。在这种意义上来讲，苏军终于拥有能够与虎式坦克一对一较量一番的装甲车辆了。KV-14的研究开发工作在43年2月份结束，随后试车的阶段，几乎所有的苏联坦克部队指挥官都对这种威力强大的新式武器赞不绝口。在它正式投产以后装备部队的时被命名为Su-152。Su-152并没有采用坦克炮塔的结构，而是使用不可旋转的全封闭式战斗室结构。由于Ml-20火炮所要求的分装式装弹方式，Su-152的射速仅仅每分钟2-3发。由于采用了KV-1的底盘和引擎，Su-152的机动性并不是像T-34一样出色。但是这已经足够，因为苏军原本就是希望设计一种防御性武器来阻挡德军的重型坦克。