Produkcja dział ISU-152 rozpoczęła się w połowie 1943 roku w Zakładach Kirowskich w Czelabińsku. Do jednostek nowe wozy trafiły w listopadzie 1943 roku. Na większą skalę produkcja ruszyła w roku 1944, kiedy wyprodukowano ok. 1000 dział.

Działa ISU-152 znalazły się w uzbrojeniu LWP. Pewną ich liczbę otrzymał 13 pułk artylerii samobieżnej. Większa liczba dotarła do Polski po zakończeniu wojny. Pozostawały w uzbrojeniu do początku lat 60.

ISU-152 okazało się bardzo przydatne jako niszczyciel czołgów (pocisk przeciwbetonowy mógł dosłownie rozerwać każdy czołg, nawet Tygrysa), działo bezpośredniego wsparcia. Wadą była zbyt mała ilość zabieranej amunicji co w tego rodzaju pojazdach stanowiło duży kłopot.