6 ноября 1943 года постановлением Государственного комитета обороны новая САУ была принята на вооружение РККА под окончательным названием ИСУ-152. В том же месяце началось серийное производство ИСУ-152 на Челябинском Кировском заводе (ЧКЗ). В декабре 1943 года СУ-152 и ИСУ-152 ещё выпускались на ЧКЗ совместно, а со следующего месяца ИСУ-152 полностью заместила свою предшественницу СУ-152 на сборочных линиях.
В процессе производства в конструкцию ИСУ-152 вносились незначительные изменения, направленные на повышение боевых и эксплуатационных качеств и снижение себестоимости машины.
Ввиду большой загруженности ЧКЗ выпуском тяжёлых танков ИС-2 бронекорпуса для самоходок ИСУ поставлял Уральский завод тяжёлого машиностроения (УЗТМ).
В связи с нехваткой стволов гаубиц-пушек МЛ-20С с апреля 1944 года начался серийный выпуск САУ ИСУ-122, отличавшихся от ИСУ-152 только установленной артиллерийской системой (соответственно прицелом, боекомплектом и тенденциями в боевом применении) — вместо МЛ-20С в бронекорпус монтировались 121,92-мм пушки А-19С, которые в то время находились в избытке на складах вооружений.
Во второй половине 1944 года был введён новый сварной нос корпуса из катаных бронеплит вместо одной цельнолитой детали, толщину бронемаски орудия увеличили с 60 до 100 мм. Также на САУ стали устанавливать 12,7-мм зенитный крупнокалиберный пулемёт ДШК и увеличили ёмкость внутренних и наружных топливных баков. Радиостанция 10Р была заменена на улучшенный вариант 10РК.
С начала 1945 года на САУ стали устанавливать 12,7-мм зенитный крупнокалиберный пулемёт ДШК.
В 1945 году несколько машин ИСУ-152 выпустил Ленинградский Кировский завод (ЛКЗ).
С ноября 1943 по май 1945 года ЧКЗ и ЛКЗ построили 1885 ИСУ-152. Серийное производство самоходки закончилось в 1946 году (некоторые источники указывают на окончание выпуска в 1947 году), всего было выпущено 3242 машины этой марки. Лицензии на производство ИСУ-152 в другие страны не продавались.
ИСУ-152 имела ту же компоновку, что и все другие серийные советские САУ того времени (за исключением СУ-76). Полностью бронированный корпус был разделён на две части. Экипаж, орудие и боезапас размещались впереди в броневой рубке, которая совмещала боевое отделение и отделение управления. Двигатель и трансмиссия были установлены в корме машины.
ИСУ-152 в музее бронетанковой техники, Кубинка
Броневой корпус и рубка
Броневой корпус самоходной установки сваривался из катаных броневых плит толщиной 90, 75, 60, 30 и 20 мм. На машинах первых серий лобовая часть корпуса представляла собой броневую отливку; впоследствии, по мере наличия более стойкой катаной брони, конструкцию лобовой части корпуса заменили на сварную. Броневая защита дифференцированная, противоснарядная. Броневые плиты рубки устанавливались под рациональными углами наклона. По сравнению с предыдущей моделью САУ того же класса и назначения — СУ-152, — бронекорпус ИСУ-152 отличался несколько большей высотой (поскольку он не обладал такой глубокой посадкой, как у машин серии КВ) и бо́льшим объёмом броневой рубки за счёт уменьшения углов наклона скуловых и бортовых бронеплит. Связанное с этим некоторое уменьшение защищённости было компенсировано утолщением брони этих частей рубки. По сравнению с СУ-152 больший объём рубки обеспечивал лучшие условия работы экипажа. Основное вооружение — 152,4-мм гаубица-пушка МЛ-20С — монтировалось в установке рамного типа справа от осевой линии машины. Противооткатные устройства орудия защищались неподвижным литым броневым кожухом и подвижной литой сферической бронемаской, которая также выполняла функции уравновешивающего элемента.
