BTR-152 a fost folosit pentru prima dată în timpul Revoluției ungare din 1956. Ulterior, transportorul blindat a fost folosit în timpul Războiului de Șase Zile, când zeci de vehicule au fost capturate de armata israeliană. În 1968, în timpul invaziei Cehoslovaciei, armata sovietică și celălalte țări membre ale Pactului de la Varșovia care au participat la operațiunea militară au folosit transportoare BTR-152. Vehiculul a fost folosit și în unele conflicte din Africa.