Первыми на призыв отозвались горьковчане. Уже в марте 1943 г. они предъявили облегченный вариант своей САУ ГАЗ-71, с усиленной трансмиссией. Но и такая машина не устроила заказчика. Поэтому горьковчане начали проработку эскизного проекта САУ ГАЗ-74 на шасси Т-70, оснащенной одним бензиновым двигателем типа ЗИС-16Ф - ЗИС-80 мощностью 90-116 л.с, или «Джи-Эм-Си» мощностью 120-210 л.с. Вооружаться же новые САУ должны были орудием С-1, созданным ЦАКБ на основе конструции Ф-34.
Несмотря на то, что двигательный агрегат танка Т-70 (ГАЗ-203) прежде был признан непригодным для СУ-76 из-за чрезмерной длины, его применение в САУ было очень заманчиво.
Двигательный агрегат ГАЗ-203.
Он был хорошо освоен в производстве, имел малую стоимость и высокую надежность. Главный конструктор завода № 38 М.Н. Щукин решил попробовать скомпенсировать чрезмерную длину ГАЗ-203 тщательно продуманной компоновкой боевого отделения, изменением конструкции и компоновки воздухоотводящих каналов, а также коррекцией конструкции орудийной установки. Еще в апреле 1943 г. он обратился к начальнику ЦАКБ ВТ. Грабину с просьбой рассмотреть возможность изменения конструкции орудийного станка и некоторых механизмов ЗИС-3 по предложенным эскизам. К концу мая ЦАКБ предложило заводу № 38 опытный образец такого орудия С-15. После неизбежных доработок и «притирания» конструкции орудия к новой боевой рубке оно получило индекс СУ-15, отражавший и название машины, для которой оно создавалось. Фактически КБ завода № 38 провело проектирование не одной, а сразу трех САУ, несущих силовой агрегат ГАЗ-203 и пушку СУ-15. Эти машины получили индексы СУ-15, СУ-38 и СУ-16.
Опытный образец СУ-15 в ходе полигонных испытаний. Лето 1943 г.
СУ-15 представляла собой слегка измененный корпус и ходовую часть СУ-12, но оснащенные последовательно спаренной двигательной установкой ГАЗ-203 с новой компоновкой воздухоотводящих каналов, новым размещением радиатора и орудием СУ-15 в закрытой боевой рубке. Боевая рубка имела несколько большие габаритные размеры, чем боеотсек СУ-12, при все-таки более тесной компоновке, так как в ней размещался радиатор и проходил воздуховод двигателя.
СУ-38 отличалась от СУ-15 применением штатной базы серийного Т-70 (двигатель, трансмиссия и ходовая часть), но отличалась увеличенной до 45 мм толщиной лобовой брони в боевой рубке, сдвинутой к середине машины. Это было сделано для улучшения распределения нагрузки на опорные катки и нижнюю ветвь гусеницы. Командир в СУ-38 располагался «верхом на двигателе», сидя правым боком вперед.
СУ-16 по базе была подобна СУ-38 (также использовались шасси и силовая установка Т-70). Но боевая рубка в ней была открытой сверху. Командир в боевых условиях мог находиться в рубке только сидя боком над двигателем.
Опытный образец СУ-38 в ходе полигонных испытаний. Лето 1943 г.
Новые САУ прибыли на Гороховецкий артиллерийский полигон в июле 1943 г., когда под Курском шли тяжелые оборонительные бои. Испытания проводились совместно с доставленной туда же серийной СУ-76М (СУ-12М). Несмотря на то, что СУ-16 была признана лучшей для ведения огня (у нее не было крыши), а СУ-38 имела прекрасное бронирование, их опорные катки испытывали чрезмерную нагрузку, что сказывалось на проходимости и ресурсе ходовой части. Симпатии практически всех военных (как артиллеристов, так и танкистов) лежали на стороне СУ-15, которая превосходила своих партнеров по подвижности и проходимости. Стояли за нее и представители НКТП, поскольку она имела наивысшую унификацию узлов с уже освоенной СУ-76М (СУ-12М). Единственным крупным недостатком, отмеченным госкомиссией, была масса машины, несколько превышавшая установленные НКТП пределы (11,2 т.). Проведенные итоговые испытания СУ-15 выявили необходимость дополнительной конструктивной и технологической доработки некоторых деталей моторно-трансмиссионной группы, заимствованных с танка Т-70, а также снижения массы на 300-600 кг. В итоговом документе рекомендовалось принять СУ-15 на вооружение взамен СУ-12М с доработками, направленными на снижение веса и увеличение надежности ходовой части и трансмиссии.
Опытный образец СУ-16 в ходе полигонных испытаний. Лето 1943 г.
В ходе освоения серийного производства машины СУ-15, равно как и орудийной установки того же индекса, силами завода № 38 и ЦАКБ были проведены некоторые изменения их конструкции. Так, для снижения массы, улучшения обзора и вентиляции боевого отделения, упрощения эвакуации в случае подбития машины и т.д., с нее была демонтирована крыша. А после улучшения бронирования противооткатных приспособлений качающаяся часть орудия потребовала оснащения гильзоулавливателя дополнительным грузом. Предъявленная на государственные испытания 23 августа 1943 г. СУ-15М была принята на вооружение взамен СУ-12М под индексом СУ-76 (без буквы «М»).
Серийные СУ-76 (СУ-15М) выходят из ворот ГАЗа. Осень 1943 г.
Таким образом, после СУ-76М (СУ-12М) в войска вновь пошла самоходная пушка СУ-76, взаимозаменяемость деталей у которой с предыдущими моделями была весьма относительной.