С 5 апреля по 24 августа 1935 года испытательно-сборочным цехом Опытного завода проводились специальные заводские испытания модернизированного образца СУ-14. Машина прошла более 500 км в различных условиях, продемонстрировав неплохие боевые и ходовые качества.
Используя опыт, полученный при работе над СУ-14, конструкторский отдел Опытного завода разработал чертежи для постройки эталонного образца самоходной установки СУ-14-1, который был изготовлен в начале 1936 года. Он имел улучшенную конструкцию коробки передач, главного фрикциона, тормозов и бортовых передач. К тому же, на СУ-14-1 были разнесены в стороны от кабины водителя выхлопные трубы, усовершенствованы опорные сошники, убран механизм выключения подвески при стрельбе, испытания которого на СУ-14 выявили его ненужность. Машина получила форсированный до 700 л.с. двигатель М-17Ф, позволявший «самоходу» массой 48 т развивать скорость 30 км/ч.
Эталонный образец СУ-14-1 испытывался пробегом с апреля по сентябрь 1936 года (пройдено около 800 км) и стрельбой на Научно-испытательном артиллерийском полигоне (НИАП) с 28 апреля по 11 мая того же года. По результатам стрельб, на СУ-14 и СУ-14-1 203-мм гаубицы Б-4 были заменены на 152-мм пушки большой мощности У-30 и Бр-2 соответственно. По сравнению с Б-4, последние имели большую дальность стрельбы и лучшую баллистику.
Планом на 1937 год предусматривалось изготовление установочной партии из пяти машин СУ-14-Бр-2 (СУ-14-1 со 152-мм орудием Бр-2), а с 1938 года предполагалось наладить их серийный выпуск. Но после того как в 1937 году был арестован, а затем расстрелян П.И. Сячентов — главный конструктор СУ-14, все работы по этим машинам прекратили. Два имевшихся образца передали на хранение военному складу № 37 в Москве.
Об этих самоходках вспомнили в декабре 1939 года при штурме «Линии Маннергейма». Красная Армия, столкнувшись с мощными современными укреплениями, остро ощутила потребность в бронированных артиллерийских установках крупных калибров.
Предполагалось, что бронированные самоходки смогут подходить к финским дотам на 1,5–2 км и прямой наводкой расстреливать их.
В конце января 1940 года машины прибыли из Москвы на завод № 185, но работы по их дополнительному бронированию затянулись — броневые листы с Ижорского завода начали поступать только в конце февраля. Экранировку машин завершили лишь к 20 марта 1940 года, когда боевые действия уже закончились. У самоходок, получивших дополнительную броню толщиной 30–50 мм, масса возросла до 64 т. При этом на каждой машине было полностью забронировано боевое отделение и усилена защита корпуса. Соединение броневых листов производилось сваркой, заклепками, гужонами и болтами. Наблюдение за полем боя осуществлялось через два перископических прибора ПТ-1, установленных на крыше рубки.
Боекомплект установки состоял из 16 артвыстрелов раздельного заряжания и 2655 (СУ-14) или 2835 (СУ-14-1) патронов к пулеметам ДТ.
В апреле 1940 года СУ-14 и СУ-14-1 проходили испытания стрельбой на НИАПе, а в июле в составе группы танков капитана П.Ф. Лебедева испытывались в Киевском Особом военном округе. В сентябре 1940 года обе машины передали на хранение НИБТПолигону. Осенью 1941 года, при подходе немцев к Кубинке, обе самоходки в составе «Отдельного тяжелого дивизиона особого назначения» использовались для стрельбы с дальних дистанций.
До сегодняшнего дня в Военно-историческом музее бронетанкового вооружения и техники в Кубинке сохранилась СУ-14-1, а СУ-14 в 1960-е годы была разрезана на металл.
Базой для создания проектов и опытных образцов нескольких боевых машин, предназначавшихся для борьбы с финскими укреплениями, послужил и тяжелый танк Т-100.
В середине декабря 1939 года Военный совет Северо-Западного фронта обязал завод № 185 спроектировать и изготовить инженерный танк противоснарядного бронирования на базе Т-100.