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 Военной академии механизации и моторизации (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 разрушения 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.
Корпус СУ-152 в сборочном цеху ЧКЗ, октябрь 1943 года.
Состав гусеничного движителя — 12 сдвоенных опорных катков (диаметром 600 мм), шесть поддерживающих катков, два направляющих колеса с механизмами натяжения гусениц и два ведущих колеса кормового расположения со съемными зубчатыми венцами. Зацепление — цевочное. Подвеска — индивидуальная торсионная, с ограничителями хода опорных катков. Опорные и поддерживающие катки, а также направляющие колеса были выполнены цельнометаллическими, без резиновой амортизации. Ширина штампованного трака гусеницы равнялась 608 мм.