Система охлаждения — жидкостная, закрытая, с принудительной циркуляцией. Радиаторов — два, пластинчато-трубчатых, подковообразной формы, установленных над центробежным вентилятором.
Для очистки воздуха, поступающего в цилиндры двигателя, на САУ устанавливались два воздухоочистителя марки ВТ-5 типа «мультициклон». В головки воздухоочистителей были встроены форсунки и запальные свечи для подогрева всасываемого воздуха зимой. Кроме того, для подогрева охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя использовались фитильные обогреватели, работавшие на дизельном топливе. Эти же обогреватели обеспечивали и обогрев боевого отделения машины на длительных стоянках.
Трансмиссия САУ включала в себя многодисковый главный фрикцион сухого трения (сталь по ферродо), четырехступенчатую восьмискоростную коробку передач с демультипликатором, двухступенчатые планетарные механизмы поворота с многодисковым блокировочным фрикционом и двухступенчатые бортовые передачи с планетарным рядом.
Ходовая часть САУ применительно к одному борту состояла из шести сдвоенных литых опорных катков диаметром 550 мм и трех поддерживающих катков. Ведущие колеса заднего расположения имели два съемных зубчатых венца с 14-ю зубьями каждый. Направляющие колеса — литые, с кривошипным механизмом натяжения гусениц, взаимозаменяемые с опорными катками. Подвеска — индивидуальная торсионная. Гусеницы стальные, мелкозвенчатые, из 86 одногребневых траков каждая. Траки штампованные, шириной 650 мм и шагом 162 мм. Зацепление цевочное.
Для внешней радиосвязи на машинах устанавливались радиостанции 10Р или 10РК, для внутренней — переговорное устройство ТПУ-4-БИС-Ф. Для связи с десантом на корме имелась кнопка звуковой сигнализации.
Уже в начале 1944 года выпуск ИСУ-152 стал сдерживаться нехваткой орудий МЛ-20. Предвидя такую ситуацию, на артиллерийском заводе № 9 в Свердловске наложили ствол 122-мм корпусной пушки А-19 на люльку орудия МЛ-20C и в результате получили тяжелый артсамоход ИСУ-122 («объект 242»). Опытный образец установки в декабре 1943 года проходил испытания на Гороховецком полигоне. Постановлением ГКО от 12 марта 1944 года ИСУ-122 была принята на вооружение Красной Армии. Серийное производство машины началось на ЧКЗ с апреля 1944 года и продолжалось до сентября 1945-го.