Заводу было отдано распоряжение об изготовлении нового варианта самоходной гаубицы с учетом устранения отмеченных недостатков. Рекомендовалось также провести разработку варианта боевой рубки для установки ее на танк Pz. Kpfw Ш, ходовых частей которого имелось больше, чем ходовых частей штурмовых орудий.
После доработки проекта завод № 592 изготовил два улучшенных варианта СГ-122, отличавшихся типом примененного шасси (штурмового орудия и танка Pz. Kpfw III), которые имели ряд отличий от прототипа.
По отчету завода № 592 за 1942 год всего было изготовлено десять СГ-122, (при плане на год 63 машины), причем одна на шасси Pz. III, а остальные — на шасси StuG III. К 15 ноября 1942 г. на артиллерийском полигоне под Свердловском имелось пять СГ-122. Одна из двух СГ-122 «улучшенных» (на шасси танка Pz. Kpfw III) 5 декабря была доставлена на Гороховецкий полигон для сравнительных Государственных испытаний с У-35 (будущей СУ-122) конструкции Уралмашзавода.
Предполагавшийся на 1943 год заказ на 122-мм самоходные гаубицы заводу № 592 был отменен, а 11 февраля 1943 г. все изготовленные СГ-122, хранившиеся на территории завода, приказом по Наркомату вооружений были переданы в распоряжение начальника бронетанкового управления для формирования учебных танко-самоходных подразделений. В январе 1942 г. Каштанов предложил на базе СГ-122 создать 76-мм САУ. Решение о подготовке серийного производства штурмовой 76-мм САУ поддержки на трофейном шасси было принято 3 февраля 1943 г.
Конструкторский коллектив Каштанова был переведен в Свердловск, на территорию эвакуированного завода № 37, и приказом по Наркомату тяжелой промышленности преобразован в конструкторское бюро и начал доработку проекта СГ-122. Времени было мало, так как опытный образец САУ должен был быть готов к 1 марта. Поэтому приняли решение использовать 76,2-мм пушку С-1. Эта пушка была разработана под руководством В.Г. Грабина и предназначалась для установки в САУ. От танковой пушки Ф-34 она отличалась наличием рамки с цапфами, которые вставлялись в под-цапфенники лобовой брони корпуса.
15 февраля 1943 г. начальник Отдела Главного конструктора Наркомата тяжелого машиностроения С. Гинзбург докладывал наркому о том, что «завод № 37 начал изготовление опытного образца 76-мм самоходной штурмовой пушки С-1», а 6 марта опытный образец новой САУ вышел на заводские испытания.
Испытания проходили в окрестностях Свердловска пробегом по дорогам и снежной целине с застопоренным и расстопоренным орудием. Несмотря на жестокие погодные условия (днем оттепель, а ночью мороз, доходящий до —35 °C), машина проявила себя хорошо, и 20 марта 1943 г. была рекомендована для принятия на вооружение под индексом СУ-76 (С-1) или СУ-76И («Иностранная»).
Первые пять серийных САУ 3 апреля 1943 г. были отправлены в учебный самоходно-артиллерийский полк, дислоцированный в пригородах Свердловска. За месяц службы машины прошли от 500 до 720 км, на них обучались более ста будущих самоходчиков.
Тем временем по уточненным чертежам завод начал изготовление «фронтовой» серии из 2 °CАУ, которые большей частью также попали в учебные подразделения. Лишь с мая 1943 г. СУ-76 (С-1) начали поступать в войска.
Первые самоходки имели довольно экзотический вид. Их боевая рубка была сварена из бронеплит толщиной 35 мм в лобовой части и 25 мм или 15 мм в бортах и корме. Крыша рубки первоначально выкраивалась из цельного листа и крепилась болтами. Это облегчало доступ в боевое отделение САУ для проведения ремонта, но после боев лета 1943 г. на многих САУ крыша была демонтирована для улучшения обитаемости.
Производство СУ-76И в 1943 г.
Таблица 1
Первоначально в качестве командирских машин в самоходноартиллерийских полках, вооруженных СУ-76И, использовали трофейные Pz. Kpfw III. В августе 1943 г. было принято решение об изготовлении также специальных командирских САУ, которые оснащались командирской башенкой от Pz. Kpfw III и радиостанцией повышенной мощности при сокращенном боекомплекте.
Последние СУ-76И были выпущены в конце ноября 1943 г. К этому времени недостатки отечественных СУ-76 уже устранили, и они в необходимом количестве отгружались на фронт заводом № 38 в Кирове и Горьковским автозаводом.
Всего за время серийного производства СУ-76И на заводе № 37 была выпущена 201 самоходка, из которых 20 командирских.
Боевое крещение подразделения, оснащенные СУ-76И, получили на Курской дуге. К началу июля 1943 г. в распоряжении 13-й армии Центрального фронта имелось 16 СУ-76 на трофейном шасси, причем в ходе оборонительных боев было потеряно восемь таких машин (три сгорели). Воронежский фронт также имел некоторое количество СУ-76И, но в отчете фронта на начало боев дано лишь суммарное количество всех САУ с 76-мм пушкой (33 штуки).