В начале 1942 года артиллерийское производство УЗТМ было выделено в самостоятельный артиллерийский завод № 9 НКВ. Однако часть коллектива объединенного КБ была оставлена на заводе для обеспечения производства корпусов танка КВ (из этой группы летом 1942 года был образован конструкторский отдел по проектированию САУ). В течение февраля — апреля 1942 года эта оставшаяся часть КБ выполнила ряд проектных работ по созданию новых самоходных установок. В их число вошли и проекты тяжелых машин, получивших индексы У-18 и У-19.
Проект У-18 предусматривал использование в качестве базовой машины самоходной установки КВ-7, на которой вместо нескольких орудий смонтировали одну 152-мм пушку-гаубицу МЛ-20. Разработка проекта была выполнена конструкторами Г.Н.Рыбиным, К.Н.Ильиным и др. Затем изготовили деревянный макет установки в натуральную величину. Монтаж артиллерийского орудия осуществлялся в рамке и предусматривал частичное изменение его конструкции. Углы наводки по вертикали составляли от -5° до +15°, по горизонту — в секторе 15°. Хорошие баллистические качества орудия обеспечивали 152-мм бронебойным снарядам массой 48 — 51 кг, имевшим начальную скорость 550 — 650 м/с, не только надежное поражение дотов и дзотов противника, но и пробитие танковой брони толщиной до 98 мм на дистанции 1000 м. Кроме того, осколочно-фугасный снаряд имел фугасное действие в три раза больше, чем осколочно-фугасный снаряд калибра 76 мм. Проект установки У-18 получил одобрение в НКТП и ГБТУ и затем был передан Челябинскому Кировскому заводу для использования при разработке самоходной установки СУ-152.
Самоходная установка У-19 разрабатывалась весной 1942 года на базе танка КВ-1. По проекту на машине устанавливалась 203-мм гаубица Б-4 массой 12,7 т. Мощный фугасный снаряд (масса 100 кг, начальная скорость 600 м/с) являлся весьма эффективным средством для разрушения железобетонных укреплений противника. Размеры САУ с полностью забронированным боевым отделением получились слишком большими, а ее расчетная боевая масса достигала 66 т. Анализ этого проекта показал, что создание маневренной самоходной артиллерийской установки, вооруженной 203-мм орудием, — технически сложная задача, и поэтому в металле проект выполнен не был.
Проектирование тяжелых САУ велось и в научно-исследовательском отделе ВАММ им. Сталина, в котором в феврале 1942 года под руководством начальника кафедры С.Д.Давидовича разработали проект самоходной установки для артиллерийской поддержки войск при преодолении укрепленных полос обороны противника и разрушении железобетонных дотов. Машина, созданная на базе танка КВ-1, должна была вооружаться 107-мм пушкой ЗИС-6, иметь броню толщиной 150 мм в лобовой части, бортовую броню толщиной 10 мм. Этот проект отправили на ЧКЗ, где было принято решение об установке на САУ более мощного вооружения — калибра 152 мм. Таким орудием стала пушка-гаубица МЛ-20. Учитывая острую необходимость в данной самоходной установке на фронте, предлагалось изготовить небольшую серию таких машин, вооруженных пушкой-гаубицей МЛ-20, в короткие сроки — за 1,5 месяца.
15 апреля 1942 года состоялся пленум Артиллерийского комитета ГАУ РККА, на котором, помимо предложения о создании самоходно-артиллерийских установок поддержки пехоты, вооруженных 76-мм пушкой ЗИС-З и 122-мм гаубицей обр.1938 г., было признано необходимым и создание тяжелых самоходных истребителей дотов. Эти машины предполагалось вооружить 152-мм пушкой-гаубицей обр.1937 г. и использовать для прорыва обороны противника в наступательных операциях, которые командование Красной Армии планировало провести в 1942 — 1943 годах. Решение пленума Артиллерийского комитета ГАУ одобрил
Государственный Комитет обороны, и в июне 1942 года НКТП совместно с НКВ разработали «Систему самоходной артиллерии для вооружения Красной Армии». При этом НКВ был ответственным за изготовление артиллерийской части САУ, а НКТП занимался проектированием шасси.
Создание тяжелых САУ — истребителей дотов было поручено ЧКЗ, для чего в КБ завода сформировали специальную конструкторскую группу, в состав которой приказом НКТП от 13 ноября 1942 года включили конструкторов Н.В.Курина, Г.Н.Рыбина, К.Н.Ильина, и В.А.Вишнякова, переведенных с УЗТМ. Возглавил группу Л.С.Троянов.