На основе прототипа – опытного английского танка «Индепендент» в ОКМО создавался тяжелый 5-башенный 50-тонный танк Т-35. Впоследствии доработка конструкции танка была поручена ХПЗ (завод №183). В 1932 году на заводе "Большевик" создавались 203-, 305- и 500-мм самоходные артиллерийские системы Б-23 ("Триплекс") с весом каждой установки около 106 тонн. В 1934 году эти работы были продолжены в проекте "Большого Триплекса", в рамках которого была спроектирована установка СУ-7 на базе шасси и агрегатов танков Т-28 и Т-35.
В 1933 – 1934 годах в СКБ-2 завода "Красный Путиловец" под руководством Л.С.Троянова была спроектирована и изготовлена открытая самоходная установка СУ-14 массой 50 тонн на базе узлов и агрегатов танков Т-28 и Т-35 со 203-мм гаубицей типа Б-4. В дальнейшем на этой же базе были созданы другие самоходные установки: СУ-14-1 с 203-мм гаубицей типа Б-4 и СУ-14-2 со 152-мм пушкой типа БР-2. Сами артиллерийские орудия создавались КБ заводов «Большевик» (индекс «Б») и «Баррикады» (индекс «Бр»), Одна из машин СУ-14-2 после установки дополнительного бронирования в 1939 году была отправлена на Карельский перешеек для участия в боевых действиях в военном конфликте с Финляндией.
В 1933 году для обороны побережья от вражеских кораблей по предложению А.А.Толочкова на базе узлов танков Т-28 и Т-35 на заводе "Красный Путиловец" была создана 152-мм самоходная береговая пушка СУ-БУ-10. В 1934 году на заводе "Красный Путиловец" был выполнен проект систем "Е" и "Д" на базе среднего танка Т-28 со 152- и 203-мм самоходными орудийными комплексами, проект получил наименование – Л-5.
На базе агрегатов легкого танка Т-37 в 1935 году была создана опытная 4,5-тонная САУ СУ-37, вооруженная 45-мм пушкой. В 1936 году на базе агрегатов плавающих танков Т-37А и Т-38 была создана опытная легкая 76-мм САУ СУ-45.
В 1937 году на заводе № 174 на базе серийного легкого танка Т-26 был создан так называемый "артиллерийский танк" Т-26-4, оснащенный новой башней с 76-мм пушкой типа КТ. Эта башня была установлена и на другом артиллерийском танке БТ-7А, созданном в КБ Харьковского паровозостроительного завода №185 на базе колесно-гусеничного танка БТ-7. Фактически оба этих танка являлись самоходными артиллерийскими установками.
Развитию отечественных боевых машин способствовало создание в КБ харьковского завода №75 дизельного двигателя В-2, который был испытан на танке БТ-7М и артиллерийском тягаче «Ворошиловец». В дальнейшем двигатель В-2 и его модификации ставились на многиетанки и самоходные артиллерийские установки.
