Die SU-76 wurde im Sommer 1942 von den Konstruktionsbüros des Werkes Nr. 38 in Kirov entwickelt. Eine wichtige Rolle bei der Schaffung dieser selbstfahrenden Artillerieanlage spielte Semjon Alexandrowitsch Ginsburg, der den Prozess überwachte und leitete. Die ersten Kampffahrzeuge erschienen spät im Herbst 1942, hatten jedoch einen misslungenen Antrieb mit zwei parallel installierten GAZ-202 Automotoren mit einer Leistung von 70 PS. Diese Anlage war schwer zu steuern und verursachte starke Vibrationen im Getriebe, was zu häufigen Ausfällen führte. Ursprünglich war die Selbstfahrende Artillerie vollständig gepanzert, was für die Besatzung unbequem war. Die Mängel traten beim ersten Kampfeinsatz an der Wolchow-Front zutage, und nach der Produktion von 608 Fahrzeugen wurde die Herstellung zur Überarbeitung des Designs eingestellt. Die akute Notwendigkeit der Roten Armee für selbstfahrende Artillerie führte jedoch zur Entscheidung, die parallele Antriebseinheit beizubehalten und deren Elemente zur Erhöhung der Motorressource zu verstärken. Die modernisierte Version, ohne gepanzerte Decke, erhielt den Namen SU-76M und begann im Sommer 1943 mit der Produktion, rechtzeitig für den Einsatz an der Front zu Beginn der Schlacht von Kursk. Die Ergebnisse waren jedoch enttäuschend. Infolge einer Untersuchung wurde S. A. Ginsburg von der Konstruktionsarbeit abgezogen und an die Front geschickt, wo er am 3. August 1943 fiel. Auch Salzman erlitt Schaden, er wurde am 28. Juni von seinem Posten als Volkskommissar der Panzerindustrie abberufen.

Die Notwendigkeit für eine leichte Selbstfahrende Artillerie war so groß, dass V. A. Malyschew, nach seiner Rückkehr als Volkskommissar der Panzerindustrie, einen Wettbewerb für das beste Projekt ausrief. Daran nahmen die Teams des Werkes Nr. 38 unter der Leitung von N. A. Popow und des Gorki Automobilwerks unter der Leitung von N. A. Astrow teil. Ihre Prototypen unterschieden sich in der Konstruktion, aber die Hauptneuheit war die Verwendung von GAZ-203 Motoren aus dem leichten Panzer T-70, die auf eine gemeinsame Welle arbeiteten. Das Fahrzeug wurde umgebaut, um die neue Anlage unterzubringen. Ab Ende 1943, nach der Einstellung der Produktion der Panzer T-70 und T-80, begannen beide Werke sowie das Werk Nr. 40 in Mytischtschi mit der Massenproduktion der SU-76 mit der GAZ-203 Anlage. Letztendlich wurde die SU-76 nach dem T-34 das zweithäufigste Kampffahrzeug in der UdSSR. Insgesamt wurden 13.684 modernisierte SU-76 produziert, von denen 9.133 im GAZ gebaut wurden. Die Produktion wurde im Oktober 1945 eingestellt, und einige Jahre später wurden sie aus dem Dienst genommen.

Auf Basis der späten Ausführungen der SU-76 wurde 1945 die erste sowjetische Flak-Selbstfahrende Anlage ZSU-37 geschaffen, die serienmäßig produziert wurde, auch nach der Einstellung der Basisversion.