随着SU-152自行突击炮的成功以及IS（“约瑟夫·斯大林”）重型坦克车体的发展，坦克工业部下令车里雅宾斯克工厂的设计组与机械化炮兵部及彼得罗夫将军协作，设计两种基于IS-2坦克车体和底盘的重型突击炮。这个设计方案被命名为“241项目”或“ISU-249”。新的突击炮与SU-152很相似，只是上层的隔舱更高，侧装甲斜角更小，更接近方形。
SU-152自行突击炮
新炮车的前部和侧部装甲更厚（为90毫米，SU-152为60毫米），两种车的内部容积是一样的，都只能装备20发152毫米ML-20榴弹炮炮弹。SU-152与ISU系列突击车主要的不同在于后者悬挂装置低，并在车体右侧部拴接了一个重型双片炮盾。新型突击车重新定编号为ISU-152，并于1943年底开始生产。
批量生产ISU-152突击炮所面临的最大问题就是严重缺乏152毫米火炮，苏联火炮工厂无法满足需要的产量。因此，中央设计局的两个设计组受命探索在ISU车体上安装数量充足的122毫米A-19火炮的可行性。实践证明，这是一项很简单的任务，两种口径的火炮具有同样的炮架，也就是说车体和车的内部构造不需要进行根本性的再设计。这种新突击炮于1943年12月装备部队，编号为ISU-122。1944年，其火炮更换为专为IS-2坦克设计的122毫米D-25S火炮，火力进一步增强。这种改进后的火炮被称为ISU-122-2，除更换了火炮外，还安装了新的火炮防盾，乘员舱空间也扩大了。从外形看，ISU-152和ISU-122是一样的，只是ISU-152的炮管短，并装有炮口制退器。
ISU-152突击炮
1944年8月，德军威力超强的“虎王”坦克在华沙南部的作战中亮相。鉴于此，苏联立即制定了用新型122毫米BR-7和152毫米BR-8长管火炮升级两种ISU炮车武器系统对付“虎王”坦克的计划。但当后来意识到德国不可能大量部署“虎王”坦克时，苏联放弃了新样车的生产计划。而且苏联技术人员根据作战效果判定，IS-2坦克能够对付这种新威胁。
战后，苏联仍不断改进这种炮车，最后的生产型号是ISU-152K，它采用的是IS-2M坦克的底盘和IS-3的发动机组。第二次世界大战期间，苏联总共生产了4075辆ISU-152突击炮，1945—1955年又生产了2450辆，之后停产。ISU-122突击炮的生产在1945—1947年曾一度中断，尽管如此，到1952年，苏联仍生产了3130辆ISU-122突击炮。
ISU-122突击炮
在20世纪60年代，这些炮车的底盘有许多还被改装用于特殊目的。如“奥卡河”炮车安装了406毫米火炮，可以用来发射战术核弹，攻击北约的前线及后方部队。ISU炮车还用来携载第一批蛙式中程导弹，这种导弹可携带常规、化学及核弹头。除了在华沙条约国军事力量中担负这些特殊的任务以外，ISU-152突击炮还被出口到其他地区担负原来的常规任务，在1967年的埃及陆军及1973年的阿以战争中都能看到它的身影。
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