Чтобы уложиться в заданный срок, КБ Уралмашзавода обратилось к КБ артиллерийского завода № 9 с просьбой о проведении разработки 85-мм орудия для артсамохода. Ф.Ф. Петров с готовностью отозвался на данную просьбу и вскоре предложил эскизный проект 85-мм пушки Д-5С85, выполненный на основании переработанного проекта орудия У-9 разработки В.Е. Сидоренко и A.B. Усенко 1941-1942 гг. Уже к 20 мая проект был скорректирован в КБ Уралмашзавода и поступил на утверждение Техуправления НКВ.
Лишь 23 мая 1943 г. ЦАКБ, занятое обустройством на новом месте, прислало новый проект 85-мм пушки, имеющей индекс С-18. Однако, по каким-то соображениям, этот вариант орудия снова был скорее танковым, чем самоходным. Правда, новое орудие было более предпочтительно, чем С-31, так как имело более простую люльку, подобную люльке 76-мм пушки ЗИС-5, но вместе с тем новая пушка имела также целый ряд серьезных недостатков:
"1.
Несмотря на решение Техуправления НКВ в пользу Д-5С85, ЦАКБ в лице своего начальника начало бомбардировать все инстанции письмами с требованием "справедливости". Как бы то ни было, В.Г. Грабину удалось настоять на своем, и 7 июня 1943 г. специальная комиссия представителей НКВ, НКТП, ГАУ и ГБТУ, рассмотрев все проекты, вынесла решение изготовить для сравнительных испытаний три опытных образца СУ-85 с вооружением ОКБ № 9 и ЦАКБ, а также одного модернизированного образца СУ-122.
Изготовление машин по ряду причин технологического характера продлилось до 20 июля 1943 г., и на испытания они вышли, имея следующие индексы:
– СУ-85-I – САУ с 85-мм пушкой С-18 с измененной установкой Уралмашзавода;
– СУ-85-II – САУ с 85-мм пушкой Д-5С-85 завода №9;
– СУ-122-III – САУ со 122-мм гаубицей Д-6;
– СУ-85-IV- САУ с 85-мм пушкой С-18 в установке ЦАКБ.
Во время заводских испытаний 20-25 июля самоходы прошли по 80 км каждый, однако со стрельбой дело обстояло не так гладко. Проблемы испытывали оба претендента. Всего СУ-85-I сделала 39 выстрелов, СУ-85-II произвела 129 выстрелов, СУ-122-III – 165 выстрелов, СУ-85-IV – 62. Орудия конструкции ЦАКБ испытали несколько большее число поломок спусковых, выбрасывающих механизмов и тормозов отката, чем изделия завода № 9.
Итог испытаний стал фатальным для всех самоходок. 122-мм орудие Д-6 машины СУ-122-3 капризничало в ходе тестирования и после многочисленных поломок было снято с испытаний. А вскоре распоряжением по НКВ завершились все работы по 122-мм и 152-мм штурмовым орудиям низкой баллистики в пользу перехода к пушечному вооружению.23 июля вся документация по указанным самоходкам была отправлена на АНИОП, где 25 июля начались государственные испытания. По результатам испытаний отмечалось, что наибольшие удобства на походе и в стрельбе имеет СУ-85-II с пушкой Д-5С85. Она же продемонстрировала наивысший темп стрельбы (ввиду короткого отката и малой массы откатных частей) и наибольшее удобство в заряжании ввиду низкой линии огня.