Планом на 1936 г. предполагалось изготовить партию из 30 шт. СУ-5-2. СУ-5-1 решили не выпускать, так как АТ-1 показала более предпочтительные результаты, а для СУ-5-3, во-первых, не было серийных орудий и, во-вторых, шасси Т-26 оказалось слабоватым для 152-мм мортиры.
Первые 10 изготовленных СУ-5-2 были сданы заказчику к лету 1936 г. Две из них тут же направили в 7-й механизированный корпус для прохождения войсковых испытаний, которые прошли с 25 июня по 20 июля 1936 г. в районе Луги. Пробег машин составил 988 и 1014 км, каждая из них сделала по 100 выстрелов. В отчете по войсковым испытаниям СУ-5-2 говорилось:
–
–
–
–
В ходе изготовления последующей серии в 20 машин возимый боекомплект был доведен до 8 выстрелов, выхлопная труба была перенесена, место водителя оборудовано дополнительным вентиляционным лючком, некоторые машины получили частичную откидную бронезащиту экипажа толщиной 6 мм в виде бортовых щитов. Подвеска самоходных установок была усилена за счет увеличения толщины коренных рессор на 1-1,3 мм, но радикального улучшения не последовало, кроме того, более мощный двигатель для Т-26 и СУ-5 изготовлен так и не был.
В первом полугодии 1937 г. предполагалось изготовить новый вариант СУ-5, по результатам испытаний которого улучшить и серийно выпускаемые машины. Но в 1937 г. все работы по СУ-5 были прекращены.
Самоходные установки СУ-5 поступали на вооружение механизированных корпусов и отдельных мехбригад. По состоянию на 1 января 1938 г. они имелись в составе следующих соединений: 4 машины в 5-м мехкорпусе МВО, 4 в 4-й мехбригаде БВО, 4 в 8-й мехбригаде KOBO, 2 в 7-м мехкорпусе и 4 в 11-й мехбригаде ПВО, 5 во 2-й и 6 в 23-й мехбригадах ОДВА, 2 машины на научно-испытательном артиллерийском полигоне (НИАП) и 1 в ремонте на заводе № 174.
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.
Планом артиллерийского перевооружения РККА в ходе второй пятилетки предусматривалось создание 76,2-мм самоходной зенитной пушки на шасси танка общевойскового типа для обороны мехсоединений и общевойсковых соединений от нападения вражеских бомбардировщиков. Работы в данном направлении велись с 1932 г., но к началу пятилетки успехом не увенчались.
76-мм зенитная самоходная установка СУ-8
Черновой проект 76-мм зенитной самоходной пушки обр. 1931 г. (3К) на шасси среднего танка был разработан в 1932-1933 гг. КБ Артакадемии под руководством профессора Ф.Л. Хлыстова. Однако поскольку сначала он ориентировался на шасси Т-24, то был направлен на доработку и только к концу 1933 г. получил одобрение "в целом".
Новая зенитная САУ получила индекс СУ-8 и представляла собой вариант открытой установки 76,2-мм зенитной пушки обр. 1931 г. (3К) на шасси среднего танка Т-28 на тумбе кругового вращения. Для нормальной работы орудийного расчета предусматривались откидные борта боевого отделения, в походе служащие противопульной защитой расчета от обстрела с флангов. В целях уменьшения раскачивания боевой платформы, разгрузки рессор и повышения кучности стрельбы предусматривалось применение специальных откидных упоров.