К середине 1944 года стало окончательно ясно, что имеющихся средств борьбы с новейшими немецкими танками явно недостаточно. Необходимо было качественное усиление мощи танковых частей Красной Армии.
       Вопрос усиления огневой мощи решили за счет применения на САУ орудия с баллистикой 100-мм морской пушки Б-34. Эскизный проект машины в декабре 1943 года передали Наркомату танковой промышленности и Управлению самоходной артиллерии. 27 декабря 1943 года ГКО принял постановление № 4851 о вооружении средней САУ 100-мм орудием. Для исполнения этого постановления НКТП приказом № 765 от 28 декабря 1943 года обязал “Уралмашзавод”:
       1.К 15.01.44 спроектировать средний самоход на базе агрегатов танка Т-34 и вооружить его 100-мм пушкой С-34 конструкции ЦАКБ; 2.К 20.02.44 изготовить и провести заводские испытания самохода. Орудие должно быть подано с завода № 92 к 25.01.44; 3.К 25.02.44 передать самоход на государственные испытания.
Сроки устанавливались очень жесткие. Получив чертежи орудия С-34 на “Уралмаше” убедились, что эта пушка для САУ не годится: она имела внушительные размеры, при наведении влево упиралась во вторую подвеску, не позволяла разместить люк водителя. Были необходимы большие изменения в корпусе САУ, в том числе и в ее геометрической схеме.
       Это влекло за собой изменение стендов для сварки и сборки. Требовалось перейти на торсионную подвеску, сместить рабочее место механика-водителя и все агрегаты управления машиной на 100 мм влево, расширить верхнюю часть корпуса до габаритов гусениц, что вызвало бы увеличение массы САУ на 3,5 т по сравнению с СУ-85. При этом ЦАКБ заняло непримиримую ведомственную позицию: давая свою танковую пушку С-34 для установки на САУ, оно требовало использовать ее без изменений и настаивало на приспособлении САУ к пушке.          “Уралмаш” обратился к заводу № 9, и к середине 1944 года под руководством Ф.Ф.Петрова была сконструирована новая 100-мм пушка Д-10С. Д-10С создавалась на основе морского зенитного орудия Д-10, которое было легче С-34 и устанавливалось в серийном корпусе без его существенных изменений и без излишнего увеличения массы машины. Используя эту пушку и шасси танка Т-34/85 конструкторы “Уралмаша” оперативно разработали новую САУ, впоследствии получившей индекс СУ-100.
       СУ-100 обладала исключительно высокой огневой мощью и была способна вести борьбу с танками противника на всех дистанциях прицельного огня.
Бронебойный снаряд ее 100-мм пушки с дистанции в 2 тыс. метров поражал броню толщиной 139 мм, а на дальности до километра пробивал немецкие танки практически насквозь. Серийный выпуск новой самоходной артиллерийской установки начался в сентябре 1944 года, а уже к концу этого года заводами было изготовлено около 500 этих грозных боевых машин.
       СУ-100 имела для своего времени классическую компоновку. Боевое отделение, совмещенное с отделением управления, располагалось в передней части корпуса, в боевой рубке. В нем размещались органы управления, вооружение с прицельными приспособлениями, боекомплект, радиостанция с танковым переговорным устройством, передние топливные баки и часть инструментов и запасных частей.
       Моторное отделение располагалось непосредственно за боевым и отделялось от него специальной перегородкой. Трансмиссионное отделение находилось в кормовой части корпуса. В нем размещались главный фрикцион, пятискоростная коробка передач, бортовые фрикционы с тормозами и бортовые передачи. Кроме того, там же находились два топливных бака и два инерциально-масляных воздухоочистителя. Емкость всех внутренних топливных баков – 400 л, что обеспечивало машине запас хода в 310 км.
       Ходовая часть САУ аналогична ходовой части танка Т-34. В правой передней части боевого отделения в лобовом листе корпуса устанавливалась 100мм пушка Д-10С. На ней имелись два прицела: телескопический и панорамный. Практическая скорострельность орудия 5-6 выстрелов в минуту. Боекомплект – 33 выстрела унитарного заряжания.
       Коротковолновая радиостанция обеспечивала надежную связь на дальности до 25 км. В переднем левом углу рубки – место механика-водителя, напротив которого в лобовом листе находился прямоугольный люк. В крышке люка устанавливались два призматических смотровых прибора. Справа от пушки – рабочее место командира машины. За сиденьем механика-водителя – место наводчика, и в левом заднем углу боевого отделения- заряжающего. В крыше боевого отделения располагались два прямоугольных люка для экипажа, два вентилятора под колпаками и неподвижная командирская башенка. В стенках башенки – пять смотровых щелей с бронестеклами, а в крышке люка башенки и в левой створке крышки люка наводчика устанавливались перископические смотровые приборы.
       Неподвижное бронирование пушки литое, сложной конфигурации, крепилось к лобовому листу корпуса болтами. Снаружи установка пушки защищалась подвижной броневой сферической маской. Броневой корпус СУ-100 представлял собой жесткую броневую коробку из катаных бронелистов и состоял из днища, передней и задней частей, бортов и крыши моторно-трансмиссионного отделения. Днище собиралось из четырех листов, соединенных сваркой и усиленных специальными накладками. В средней части днища справа находился люк аварийного выхода экипажа, крышка которого откидывалась вправо вниз. Передняя часть корпуса образовывалась верхним и нижнем наклонными бронелистами. Наклон верхней лобовой бронеплиты 50°. В нижнем лобовом листе справа- прямоугольный люк для доступа к натяжному механизму гусеницы; в верхнем- вырез для установки пушки, а также люк механика-водителя В нижней части листа слева и справа приваривались два буксирных крюка.
       Борт СУ-100 состоял из верхней и нижней частей. Спереди к нижнему бортовому листу приваривался кронштейн натяжного колеса. Верхний бортовой лист состоял из двух частей – передней и задней, причем последний лист устанавливался с большим наклоном, чем передний. К верхним бортовым листам крепились десантные поручни, кронштейны наружных топливных баков и узлы крепления запасных частей и принадлежностей. Вдоль бортов располагались надгусеничные полки, на которые устанавливались ящики для различных принадлежностей, по одному слева спереди и сзади справа.
Корма САУ состояла из двух наклонных листов- верхнего откидного, в центре которого находился люк с крышкой, справа и слева от люка – вырезы с бронеколпаками для выхлопных труб, и нижнего, на котором монтировались картеры бортовых передач, два буксирных крюка и две петли крепления верхнего откидного бронелиста. В передней части крыши боевого отделения справа располагались командирская башенка, левее ее- колпак кронштейна походного крепления пушки. Там же находился и прямоугольный люк панорамы. Люк для входа и выхода экипажа – в задней части крыши.
       Моторное отделение закрывалось тремя бронелистами. Средний был с прямоугольным моторным люком, боковые- с окнами продольных жалюзи и тремя лючками для доступа к маслобакам и шахтам подвески четвертого и пятого опорных катков. Сверху боковые листы закрывались выпуклыми бронеколпаками с сетками прохода воздуха к жалюзи. Трансмиссионное отделение имело откидную выпуклую крышку из листового металла с пятью окнами, закрытыми сеткой.
       В феврале 1944 года первый опытный образец прошел заводские испытания, состоявшие из 30 выстрелов и 150 км пробега. С 9 по 27 марта на АНИОПе в Гороховце проходили государственные испытания, где САУ произвела 1040 выстрелов и прошла 864 км. В своем заключении комиссия отметила, что опытный образец испытания выдержал и может быть принят на вооружение Красной Армии после внесения некоторых изменений. 14 апреля по заводу отдали распоряжение о немедленной подготовке к серийному производству СУ-100. Однако ЦАКБ снова потребовало формального выполнения постановления ГКО, то есть изготовления опытной САУ с пушкой С-34. Вновь потянулись переговоры и переписка по этому вопросу. В итоге было принято решение о частичной переделке пушки С-34, спроектированной изначально для вооружения тяжелого танка ИС-2.
       Переделка, заключавшаяся в уменьшении ширины люльки на 160 мм, изготовлении новых вставных цапф, новой рамки, поворотного механизма, походного крепления, удалении прилива под спаренный пулемет и установке прицела, выполнялась на заводе № 9.
       САУ с орудием С-34 получила индекс СУ-100-2. Одновременно с ней построили второй опытный образец САУ СУ-100, которая стала головной для машин серийного производства и включала в себя все улучшения, рекомендованные госкомиссией. Ее испытания проходили на АНИОПе с 24 по 28 июня 1944 года. После проведения стрельбы в количестве 923 выстрелов и пробега на 250 км государственная комиссия признала, что “тактико-технические показатели СУ-100 обеспечивают успешное поражение современных бронетанковых средств противника на дистанциях 1500 метров для танков “Тигр” и “Пантера” вне зависимости от точки попадания снаряда, а для “Фердинанд” только при попадании в бортовую броню, но с дистанции 2000 метров”.
       САУ СУ-100-2 с пушкой С-34 специальным поездом доставили на полигон в Гороховец в начале июля 1944 года. Она прошла испытания в том же объеме, что и СУ-100, была признана худшей и на вооружение не рекомендована. СУ-100 же, напротив, постановлением ГКО № 6131 от 3 июля 1944 года приняли на вооружение Красной Армии. Новая боевая машина создавалась на базе агрегатов танка Т-34/85 и САУ СУ-85.
       Все основные агрегаты танка – двигатель, трансмиссия, ходовая часть – остались без изменений. Лишь из-за некоторой перегрузки передних катков усилили их подвеску, увеличив диаметр проволоки пружин с 30 до 34 мм. Корпус, заимствованный у СУ-85, подвергся немногочисленным, но весьма важным изменениям: толщину лобовой брони увеличили с 45 до 75 мм, ввели командирскую башенку и смотровые приборы типа MK-IV, установили два вентилятора для интенсивной очистки боевого отделения от пороховых газов. В целом же 72% деталей заимствовались от Т-34, 4% – от СУ-122, 7,5% – от СУ-85 и лишь 16,5% проектировались заново. Пушка Д-10С с длиной ствола 56 калибров имела начальную скорость бронебойного снаряда 895 м/с. Боекомплект состоял из 33 унитарных выстрелов с бронебойно-трассирующими снарядами БР-412Б, осколочно-фугасными гранатами ОФ-412 и осколочно-морскими гранатами. Бронебойный тупоголовый снаряд с баллистическим наконечником БР-412Б на дистанции 1500 м при угле встречи 60° пробивал 110-мм броню.
       Производство СУ-100 началось в сентябре 1944 года, причем в течение трех месяцев оно велось параллельно с производством СУ-85. С сентября 1944 г. по 3 квартал 1945 г. на УТМЗ было изготовлено 2495 СУ-100. По предложению Л.И.Горлицкого обе артсистемы – Д-10С и Д-5С – монтировались в максимально унифицированные корпуса, годные как для установки любого из двух орудий, так и любой боеукладки.
       Походное крепление, поворотный механизм, прицелы и бронезащита орудий изменялись. От этой унификации особенно много выигрывала конструкция СУ-85. Достаточно сказать, что боекомплект увеличился до 60 выстрелов. Первую унифицированную САУ выпустили в июле 1944 года. В августе завод прекратил изготовление СУ-85 и перешел на выпуск “гибридов”, имевших индекс СУ-85М.
       Летом и осенью 1944 года в опытном порядке были изготовлены САУ ЭСУ-100 с электротрансмиссией и СУ-122П со 122-мм пушкой Д-25Т. Производство СУ-100 продолжалось по март 1946 года, за это время было выпущено 3037 самоходных установок. По некоторым данным в 1947 году производство возобновили и выпустили еще 198 САУ. В 50-х годах по советской лицензии СУ-100 производили в ЧССР.
       С ноября 1944 года средние самоходно-артиллерийские полки Красной Армии начали перевооружать новыми САУ. В каждом полку имелась 21 машина. В конце года приступили к формированию самоходно- артиллерийских бригад СУ-100 по 65 САУ в каждой. Полки и бригады СУ-100 принимали участие в боевых действиях заключительного периода Великой Отечественной войны. В больших количествах СУ-100 применялись при отражении немецкого контрнаступления у озера Балатон (Венгрия) в марте 1945 года. На остальных участках фронта применение САУ этого типа носило ограниченный характер.
В послевоенный период СУ-100 состояли на вооружении СА (до конца 70-х), армий стран – участниц Варшавского договора, а также многих стран Азии, Африки и Латинской Америки. Они применялись в боевых действиях на Ближнем Востоке, Анголе и др.