Эталонный образец СУ-14-1 испытывался пробегом с апреля по сентябрь 1936 года (пройдено около 800 км) и с 28 апреля по 29 ноября 1936 года стрельбой на НИАПе.
В конце ноября 1936 года для испытания самохода в пушечном варианте, с Уралмашзавода и завода «Баррикады» доставил 152-мм длинноствольные орудия У-30 и Бр-2. По сравнению с Б-4 последние имели большую дальность стрельбы и лучшую баллистику.
Перевооружение и кратковременные испытания состоялось в ноябре — декабре 1936 года. Пушечный вариант самоходов понравился всем, так как давал Красной Армии мобильные артсистемы, равных которым по дальнобойности у нее не было. Согласно отчету АБТУ КА, датированному началом 1937 года, испытания СУ-14 считались завершенными, и «опытный образец передан заводу № 183 для изготовления серии».
Планом на 1937 год предусматривалось изготовление установочной серии из пяти машин СУ-14-Бр-2 (со 152-мм орудием Бр-2), на заводе № 183 в Харькове, а с 1938 года предполагалось наладить их серийный выпуск общим количеством не менее 100 штук.
Однако вскоре от этих планов отказались. Одной из причин называют репрессии среди конструкторов — к этому времени были арестованы один из создателей 203-мм гаубицы Б-4 Н. Магдесиев, а также руководитель работ по СУ-14. П. Сячинтов. Однако, по мнению автора, наиболее вероятной причиной отказа от выпуска СУ-14, являлись проблемы с производством Т-35. Как уже говорилось выше, изготовление «тридцать пятых» шло с большим трудом, да и по надежность эти машины были не на высоте. А так как в конструкции СУ-14 использовалось значительное количество узлов и агрегатов Т-35, было понятно, что при постановке на производство у СУ-14 будут те же проблемы. Кроме того, харьковский завод № 183 явно не смог бы «потянуть» вместе с Т-35 аналогичную машину. Поэтому все работы по подготовке серийного производства САУ были остановлены, а два построенных образца передали на хранение военному складу № 37 в Москве.
Вспомнили о них только в декабре 1939 года при штурме «Линии Маннергейма». Красная Армия, столкнувшись с мощными современными укреплениями, ощутила острую потребность в бронированных артиллерийских установках крупных калибров.
Постановлением Комитета Обороны СССР от 17 января 1940 года «О спецзаданиях для нужд Действующей Армии» заводу № 185 имени С. Кирова (бывший Опытный завод Спецмаштреста) поручалось «отремонтировать и экранировать броневыми листами две СУ-14». По результатам заседания Комитета Обороны нарком К. Ворошилов докладывал:
«Доношу, что для борьбы с ДОТ заводу № 185 даны следующие предложения.
Сделать экран и дополнительно забронировать место орудийного расчета СУ-14 с морской пушкой Б-30 калибра 152-мм с таким расчетом, чтобы этот забронированный самоход мог свободно подходить к ДОТ на 1,5–2 км, и прямой наводкой расстреливать их.
Для этой цели заводу присланы две машины СУ-14, которые завод обязан был отремонтировать и провести дополнительное бронирование».
По состоянию на 29 февраля 1940 года состояние работ по дополнительному бронированию СУ-14 на заводе № 185 выглядело следующим образом:
«Броневые листы с Ижорского завода начали поступать с 23 февраля 1940 г. До 28 февраля поступление листов шло некомплектно, почему нельзя было притупить к их установке на машины. С 28 февраля 1940 г. завод приступил к сборке. Полная бронировка обоих машин СУ-14 будет закончена не раньше 10 марта».
Однако до окончания советско-финляндской войны, которая завершилась 13 марта 1940 года, закончить бронирование СУ-14 так и не сумели. На 1 апреля 1940 года ситуация с машинами была следующей: