В орудие могло быть загружено одновременно только 13 таких громоздких снарядов — 12 из них помещались в специальные гнезда, и еще одним была заряжена установка. Кран заряжания, поднимавший массивные снаряды из их гнезд и укладывавший их на зарядный лоток, был установлен на крыше огневого отсека. Пополнение боезапаса представляло собой еще более сложную процедуру, так как снаряды загружались через люк в крыше, находящийся приблизительно в 2,7 метрах над землей. Управляемый вручную кран, находившийся на задней части корпуса, поднимал снаряды к загрузочному люку, но и при этом «бомбометание» являлось весьма длительной процедурой, требовавшей титанических усилий всего экипажа из пяти человек. По предварительным планам, каждый «Штурмтигр» должен был сопровождать подвозчик боеприпасов, сконструированный на базе «Тигра I», однако в действительности лишь один такой подвозчик был собран.
Конструкция ракетной установки не была безупречной, поскольку горячие выхлопные газы снарядов невозможно было вывести в огневой отсек, но и ствол орудия не смог бы выдержать давления без принудительного вентилирования. Решением проблемы стала установка в казенной части орудия перепускного клапана, который позволял газам выходить через систему маленьких трубок в сопло.
Прототип нового орудия был продемонстрирован Гитлеру в октябре 1943 года, а в 1944 году началось их производство в ограниченных масштабах — всего 18 машин было выпущено к тому моменту, когда в декабре 1944 года их изготовление было прекращено. Были сформированы три новые специальные роты «Штурмтигров»: «Панцер Штурммерсер Компанией» (PzStuMrKp) (роты бронированных штурмовых гаубиц) 1000, 1001 и 1002. Каждую из них планировалось укомплектовать 14 такими машинами, но позже это число сократилось до четырех, поровну разделенных между двумя взводами. В январе 1945 года было принято решение увеличить боевую мощь каждой роты до шести «Штурмтигров», но представляется крайне сомнительным, что хотя бы одна из рот получила новые машины.
Рота PzStuMrKp 1000 была сформирована 13 августа 1944 года, и один из ее взводов (вместе с прототипом) участвовал в подавлении Варшавского восстания, что, возможно, и стало единственным случаем, когда «Штурмтигр» непосредственно выполнял возложенные на него обязанности. Роты PzStuMrKp 1001 и 1002 появились в сентябре и октябре. Семь «Штурмтигров» в составе PzStuMrKp 1000 и 1001 принимали участие в Арденнской наступательной операции. Упоминания об их боевых заслугах крайне редки, но в январе 1945 года три американских «Шермана», укрывавшиеся в одной из деревень, были, по сообщениям очевидцев, уничтожены единственным залпом «Штурмтигра» из роты PzStuMrKp 1001.
Танковые сражения в Северной Африке и России показали, что нередко возникают такие ситуации, когда решающим фактором может стать способность танков вести обстрел на дальних расстояниях. Постоянно увеличивавшаяся бронебойность танковых орудий породила потребность в более точном измерении дистанции до цели, чтобы эффективный обстрел можно было вести с расстояний, превышающих возможности традиционных приборов наведения.
В 1944 и 1945 годах оптическая компания «Цейсе» пыталась разработать скомбинированный с прицелом дальномер, который предполагалось устанавливать на будущих моделях «Пантер» и «Тигров», но столкнулась со сложными техническими проблемами, которые заставили конструкторов сосредоточить усилия на создании стереоскопических дальномеров. Такие дальномеры планировалось устанавливать на вмонтированную в крышу танковой башни амортизационную подставку, благодаря которой на показания прибора не влияло бы ни движение самого танка, ни попадающие в него снаряды. Первые серийные модели должны были автоматически передавать данные о расстоянии на прицел орудия, тогда как последующие их версии предполагалось совместить со стабилизированным перископным прицелом пушки, что позволяло бы вести прицельный огонь в движении.