Самоходная артиллерийская установка ИСУ-152М являлась модернизированным вариантом самоходной установки ИСУ-152 с использованием узлов и агрегатов тяжелого танка ИС-3. Мероприятия по модернизации машины на первом этапе производились в 1954-1955 гг. на заводах промышленности при проведении капительного ремонта. Основное внимание при модернизации было уделено повышению боевых свойств САУ и надежности ее узлов и агрегатов при эксплуатации. Так, на машине были установлены приборы ночного видения и средства маскировки (БДШ). На части машин устанавливался 12,7-мм зенитный пулемет ДШК. Была улучшена конструкция крышек люков командира и наводчика. В силовой установке применялся быстроходный дизель B-54K-ИC. Для облегчения пуска двигателя в зимних условиях на машине была установлена новая система подогрева.
Самоходная установка ИСУ-152М относилась к типу полностью закрытых бронированных самоходных установок с передним расположением боевого отделения. С боевым отделением было совмещено отделение управления. Отделение силовой установки находилось за боевым отделением и было отделено от него перегородкой. Трансмиссионное отделение располагалось в кормовой части танка и также было отделено от отделения силовой установки перегородкой. В трансмиссионном отделении, кроме агрегатов трансмиссии, размещался центробежный вентилятор системы охлаждения. Экипаж САУ состоял из пяти человек. В броневом корпусе впереди справа от гаубицы-пушки находилось рабочее место командира, за ним - замкового. Рабочее место механика-водителя находилось впереди слева от артиллерийского орудия, за ним - рабочее место наводчика, сзади наводчика - рабочее место заряжающего. В крыше броневого корпуса имелись три посадочных люка: два (круглых) в передней и один (прямоугольный) в кормовой части.
В передней створке крышки командирского люка был установлен смотровой прибор ТПК-1. Конструкция крышки люка наводчика была такой же, как и конструкция крышки люка командира без кронштейна на основании люка для зенитной пулеметной установки. В крышке переднего люка был установлен прибор наблюдения МК-4. На рабочем месте механика-водителя в верхнем лобовом листе корпуса имелся смотровой люк, закрывавшийся броневой пробкой со смотровой щелью и стеклоблоком. С 1956 г. для обеспечения вождения машины ночью в смотровой люк механика-водителя мог устанавливаться прибор ночного видения БВН. За сиденьем механика-водителя в днище корпуса имелся люк запасного выхода.
Основным оружием ИСУ-152М являлась 152,4-мм гаубица-пушка МЛ-20С обр. 1937/43 гг. с поршневым затвором и щелевым дульным тормозом. Она устанавливалась с помощью рамки в лобовой части броневого корпуса со смещением к правому борту от продольной оси машины. Высота линии огня составляла 1800 мм. Для облегчения заряжания к люльке орудия был прикреплен лоток и поставлена дополнительная тяга к спусковому механизму. Кроме того, цапфы гаубицы-пушки были вынесены вперед. Углы вертикального наведения составляли от -2°30'-3°30' до +18-22°, по горизонтали - в секторе 9-11. Для стрельбы прямой наводкой применялся телескопический прицел СТ-10 двухкратного увеличения, для ведения огня с закрытых огневых позиций - панорама Герца с удлинителем, объектив которой выходил из корпуса через открытый левый верхний люк. Прицельная дальность стрельбы прямой наводкой составляла до 6200 м. Максимальная дальность стрельбы с закрытых позиций с помощью панорамного прицела составляла 13 000 м. Дальность прямого выстрела гаубицы-пушки бронебойно-трассирующим снарядом - 750 м (при высоте цели 2 м). Боевая скорострельность - до 3 выстр./мин.
Артиллерийское орудие имело электрический и механический (ручной) спуски. Гашетка электроспуска находилась на ручке маховика подъемного механизма. Секторного типа механизмы подъема и поворота орудия крепились на кронштейнах к левой щеке рамки. Гаубица-пушка МЛ-20С являлась мощным орудием, способным эффективно поражать бронированные цели, а также долговременные и дерево-земляные огневые точки. Боекомплект к орудию составлял 20 выстрелов раздельного заряжания с бронебойно-трассирующими остроголовыми снарядами со специальным зарядом 53-ВБР-545, с бронебойно-трассирующими снарядами с баллистическим наконечником со специальным зарядом 53-ВБР-545Б, осколочно-фугасными пушечными снарядами 53-ВОФ-545, осколочными гаубичными снарядами 53-ВО-545 и осколочно-фугасными гаубичными снарядами 53-ВОФ-545Г, которые размещались в боевом отделении. Начальная скорость бронебойно-трассирующего снаряда при массе 48,8 кг составляла 600 м/с. Бронебойный снаряд на дальности 1000 м пробивал броневую плиту толщиной 123 мм.
Для стрельбы по воздушным и наземным целям на части машин на вращающемся основании командирского люка с двухстворчатой крышкой крепился кронштейн в который устанавливался станок 12,7-мм пулемета ДШК с коллиматорным прицелом К10-Т. Боекомплект к пулемету составлял 250 патронов. Кроме того, в боевом отделении укладывались два 7,62-мм автомата АК с боекомплектом 600 патронов и 20 ручных гранат Ф-1.
Броневая защита сварного корпуса - противоснарядная, изготовленная из броневых катаных листов толщиной 20, 30, 60 и 90 мм. Маска пушки имела толщину 100 мм Лобовой, скуловые, верхние бортовые листы корпуса имели рациональные углы наклона. В лобовой стенке броневого корпуса имелись две, а в задней стенке - одна амбразура для стрельбы из личного оружия, закрывавшиеся броневыми пробками. В передней части крыши над боевым отделением, помимо двух люков, имелось отверстие для установки вентилятора, которое снаружи закрывалось броневым колпаком, и отверстие (справа в передней части) для антенного ввода, прикрытое небольшим броневым стаканом. В левом нижнем бортовом листе корпуса в боевом отделении располагался люк для загрузки боеприпасов, закрываемый броневой крышкой.
Маскировка САУ ИСУ-152М осуществлялась с помощью двух больших дымовых (аэрозольных) шашек БДШ. Дымовые шашки крепились на кормовом листе корпуса машины с помощью замковых механизмов. Дымовая смесь шашки зажигалась от электрозапала, получавшего напряжение при нажатии кнопки на щитке управления. Сброс зажженной шашки мог производиться срабатыванием пиропатрона, располагавшегося в замковом механизме. Для тушения возникающих очагов пожара в машине имелся ручной углекислотный огнетушитель ОУ-2, устанавливавшийся в боевом отделении.
В отделении силовой установки вдоль продольной оси корпуса устанавливался четырехтактный двенадцатицилиндровый V-образный быстроходный дизель В-54К-ИС мощностью 382 кВт (520 л.с.). Пуск двигателя производился с помощью электростартера СТ-700 или сжатым воздухом от двух воздушных баллонов. Для очистки воздуха, поступающего в цилиндры двигателя, использовались два воздухоочистителя ВТП-2 с двумя ступенями очистки и с эжекционным удалением пыли из пылесборника. Облегчение пуска двигателя и поддержание его в состоянии постоянной готовности к пуску при низких температурах обеспечивалось с помощью подогревателя с низконапорной испарительной камерой сгорания и теплообменника в масляном баке. Емкость трех внутренних топливных баков составляла 560 л, четырех наружных - 360 л. Наружные баки сообщались между собой и были подключены через распределительный кран к топливной системе. Запас хода самоходной установки по топливу достигал 400 км.
В состав механической трансмиссии ИСУ-152М входили: многодисковый главный фрикцион сухого трения стали по асбобакелиту; восьмиступенчатая коробка передач с демультипликатором, обеспечивавшая восемь передач переднего хода и две передачи при движении назад; два двухступенчатых планетарных механизма поворота (ПМП) с многодисковым блокировочным фрикционом сухого трения (сталь по стали) и ленточными тормозами, и два двухрядных комбинированных бортовых редуктора. Приводы управления ПМП - механические. Комбинированный бортовой редуктор (i= 13,02) имел простую шестеренчатую передачу и эпициклический планетарный ряд. В ходовой части использовались два ведущих колеса кормового расположения со съемными зубчатыми венцами цевочного зацепления с гусеницами, два направляющих колеса с винтовыми механизмами натяжения гусениц, шесть двухдисковых поддерживающих и двенадцать двухдисковых цельнолитых опорных катков, две гусеницы, торсионная подвеска и ограничители хода балансиров. Направляющие колеса были взаимозаменяемы с опорными катками. Ширина трака гусеницы составляла 650 мм.
Источниками электроэнергии ИСУ-152М являлись две аккумуляторные батареи 6-СТЭН-140М емкостью по 140 А*ч, соединенные последовательно и генератор Г-731 мощностью 1,5 кВт. Для внешней радиосвязи на машине устанавливалась радиостанция Р-113, для внутренней связи и для связи с командиром десанта - танковое переговорное устройство ТПУ Р-120.
Технические характеристики САУ ИСУ-152М
Боевая масса - 46 т;
экипаж - 5 чел.;
вооружение: 152,4-мм гаубица-пушка МЛ-20С, пулемет - 12,7 мм;
броневая защита - противоснарядная;
мощность двигателя - 382 кВт (520 л.с.);
максимальная скорость - 40 км/ч.
