Luego de la actuación del SU-152 en Kursk, el vehículo tuvo un papel muy importante destruyendo fortificaciones alemanas durante la contraofensiva de la Operación Bagration, siendo este el rol original del aparato. Desde la segunda mitad de 1943 hasta el final de la guerra, el SU-152 fue utilizado en todos los frentes soviéticos, desde Finlandia hasta Crimea. Debido a las pérdidas en combate y a la finalización de su producción en masa en diciembre de 1943, el número de SU-152 en el Ejército soviético disminuyó. Finalmente los SU-152 fueron reemplazados por los más confiables y mejor blindados ISU-152, que tenían el mismo armamento para el mismo doble rol.