В качестве основного вооружения применялась 76,2-мм танковая пушка Ф-34 обр. 1940 г. Углы вертикальной наводки – от -5’ до +14°, горизонтальный сектор обстрела – 27“. Дальность стрельбы прямой наводкой составляла 4000 м, максимальная – 12000. Боекомплект включал 71 выстрел. Броневую защиту СУ-74Д в отдельных местах усилили до 35 мм.
По продольной оси симметрии установили 4-цилиндровый двухтактный дизель GMC-4-71 мощностью 110 л.с., в сборе с главным фрикционом (сцеплением) и пятиступенчатой коробкой передач. Максимальная скорость машины достигала 36 км/ч.
Усиленные вооружение и броневая защита делали эту самоходную установку весьма передовой в своем классе – легкой категории по массе (боевая масса – 11,6 т). Но бесперспективность применения американского дизеля, поставляемого по ленд-лизу, не позволила принять машину к производству и на вооружение.
В период с 4 по 22 июня 1943 г. немецкая бомбардировочная авиация еженощно совершала массированные налеты на г. Горький. Как вспоминал Н.А. Астров, налет начинался в 23 ч 40 мин и продолжался до 5 ч утра. При этом неоднократно применялись осветительные бомбы, медленно спускавшиеся на парашютах.
В результате бомбардировок возникало множество пожаров. Погибло немало заводчан, серьезно пострадало оборудование, были нарушены коммуникации, электроснабжение и связь, разрушены жилые дома. Вышло из строя около 50 производственных корпусов и сооружений завода. В том числе был разрушен цех, выпускавший колеса для 1,5-тонного грузового автомобиля ГАЗ-MM. Отгрузка машин прекратилась.
Такое положение не могло продолжаться долго без принятия срочных мер. Для ликвидации последствий бомбардировок и восстановления завода была создана правительственная комиссия. По решению ГКО, фронтам действующей армии поступила директива организовать в прифронтовой зоне сбор колес, снимаемых с аварийных, не подлежащих восстановлению машин. Наркомат путей сообщения обязывался обеспечить немедленную доставку колес на автозавод. Там, после выбраковки и восстановительного ремонта, колеса повторно устанавливали на выпускаемые грузовики.
За 100 дней напряженной работы последствия бомбардировок были устранены, и директор завода И.К. Лоскутов доложил правительству, что завод полностью восстановлен. Теперь все усилия заводчан были направлены на освоение и расширение выпуска СУ-76М, а производство танков Т-70М полностью прекратилось.
В самоходной установке ГАЗ-75, разрабатываемой под руководством Н.А. Астрова в 1943 г., была предпринята попытка одновременного значительного увеличения мощности вооружения и броневой защиты. Эта машина, имевшая толщину лобовой брони полностью закрытого корпуса порядка 50 мм и лба рубки – 82 мм, оснащалась установленной в рамке 85-мм танковой пушкой Д-5С-85, подготовленной для перевооружения танка Т-34.
Трансмиссия располагалась в передней части машины, силовой агрегат – в корме. Он состоял из спаренных форсированных двигателей ГАЗ-80 суммарной мощностью 170 л.с., что позволяло машине развивать максимальную скорость до 30 км/ч при боевой массе 14 т.
В ходовой части, в основном аналогичной СУ-76М, увеличили длину опорной поверхности гусениц, а вместо поддерживающих катков применили полозья. Для уменьшения величины приседания при стрельбе на подвеску задних опорных катков установили специальные стабилизаторы, вследствие чего обеспечивалось выключение подвески. Предусматривалось также торможение отката машины: для этого на задних опорных катках закрепили дополнительные зубчатые венцы, зацеплявшиеся с траками гусениц и тормозившиеся при выстреле.
Боевое отделение размещалось в средней части корпуса: слева от пушки располагались наводчик и заряжающий, а справа – механик- водитель и командир. На крыше рубки находилась командирская башенка с перископическим смотровым прибором,закрепленным во вращающейся крышке люка. Такие же смотровые приборы имелись у механика-водителя и наводчика.
Водитель мог вести машину по-боевому при нижнем положении сиденья и, наблюдая за местностью через открытый люк рубки, при верхнем положении.
Опытный образец машины собрали в 1944 г. Максимальный угол возвышения орудия составлял +15”. Сектор горизонтальной наводки ограничивался устойчивостью машины, поскольку при углах в пределах 20-30° от продольной оси при стрельбе наблюдались ее недопустимо большие перемещения. Кроме того, ГАЗ-75 оказалась перетяжеленной, а ее маневренность оставляла желать лучшего.