Wenn auch nicht oft, so wurden die "ISU-152" auch als Panzerhaubitzen für Indirektfeuer verwendet, zum Beispiel schoss das 368. OTSAP am 12. Januar 1945 während der Sandomir-Schlesien-Operation für 107 Minuten Gegenfeuer gegen einen gegnerischen Stützpunkt und vier Batterien. Nach 980 Schuss war das Feuer von zwei Batterien unterdrückt, daneben wurden acht vernichtete Geschütze und Infanterie in Bataillonsstärke gemeldet. Die Rote Armee hatte keine speziellen Fahrzeuge für diesen Einsatz wie die deutschen Fahrzeuge "Hummel" und "Wespe", die amerikanischen "M7 Howitzer Motor Carriage" oder britischen "Sexton". Die Panzer- und mechanisierten Einheiten der Roten Armee waren hauptsächlich mit gezogener Artillerie ausgerüstet, aber die Geschütze, Bedienmannschaften, Schlepper und Pferde waren auf dem Marsch sehr verwundbar und oft konnten sie die Panzer und die motorisierte Infanterie während eines schnellen Durchbruchs der feindlichen Verteidigung nicht unterstützen. Als Panzerhaubitzen wurden die "ISU-152" auch für die Artillerievorbereitung genutzt. Die maximale Schussweite betrug etwa 13 Kilometer, trotz des mit 20° begrenzten Höhenrichtbereichs. Die Möglichkeiten für Indirektfeuer wurden jedoch stark von der Langwierigkeit des Nachladevorgangs eingeschränkt. Außerdem konnte das "ML-20S" in den "ISU-152" anders als das gezogene "ML-20"-Geschütz mit einem 65°-Höhenrichtbereich die Projektile nicht in steiler Flugbahn verschießen. Dies limitierte die Verwendungsmöglichkeiten des "ISU-152" als Panzerhaubitze wesentlich.