Самоходная установка СУ-76И была сконструирована и изготовлена в январе-марте 1943 г. на заводе №37 НКТП в Свердловске под руководством Г.И. Каштанова совместно с ЦАКБ НКВ на базе трофейных немецких САУ «Артштурм» и танк T-III. В марте 1943 г. изготовленный опытный образец установки успешно прошел испытания на Софринском полигоне НКВ. Постановлением ГКО от 18 января 1943 г. машина была принята на вооружение и находилась в серийном производстве с мая до конца ноября 1943 г. Всего заводом №37 было выпущено 200 самоходных установок за счет трофеев, захваченных после боев в Сталинграде. Самоходная установка СУ-76И была снята с производства из-за отсутствия трофейных танков T-III и самоходных установок «Артштурм». Войсковая эксплуатация затруднялась сложностью ремонта, отсутствием запасных частей.

Установка была выполнена по компоновочной схеме с передним расположением совмещенных отделений трансмиссионного и управления, и кормовым моторным отделением. Боевое отделение располагалось в средней части корпуса, над которым размещалась броневая рубка с установленным вооружением. Отделение управления и трансмиссии, в котором размещался механик-водитель, непосредственно соединялось с боевым отделением. Моторное отделение было отделено от боевого перегородкой, в которой имелся люк для доступа к двигателю, закрывавшийся дверцей.
В боевом отделении справа от пушки размещался командир, слева впереди - наводчик, сзади его на кожухе вала трансмиссии - заряжающий. Посадка и выход экипажа осуществлялись через люк, закрывавшийся двухстворчатыми броневыми крышками и располагавшийся в кормовом листе и крыше рубки. Для наблюдения за полем боя и вождения машины у механика-водителя в лобовом и левом бортовом листах корпуса имелись смотровые люки с триплексом и броневой заслонкой. Остальные члены экипажа вели наблюдение за полем боя, используя командирскую панораму ПТК и смотровые щели, располагавшиеся в лобовом и бортовых листах броневой рубки, оборудованные броневыми заслонками.

В качестве основного оружия использовалась 76,2-мм танковая пушка Ф-34, устанавливавшаяся в рамке. Углы вертикальной наводки пушки составляли от - 5 до 4-15°, по горизонту - в секторе ±10°. Для стрельбы использовались телескопический прицел ТМФД-7 и прицел от 76,2-мм пушки ЗИС-З. Скорострельность составляла 5 - 6 выстр./мин. В боекомплект установки входили 96 унитарных выстрелов со стальной осколочно-фугасной дальнобойной гранатой (0ф-350, 0-350А, Ф-354), бронебойно-трассирующим снарядом (БР-350А, БР-350Б, БР-350СП), кумулятивным снарядом (БП-353А), подкалиберным бронебойно-трассирующим снарядом (БР-354П), пулевой шрапнелью (Ш-354, Ш-354Т и Ш-354Г) и картечью (Щ-350).

Выстрелы размещались:
48 шт. - в правом заднем углу рубки на горизонтальном стеллаже,
38 шт. - в вертикальных стойках вдоль левого борта
10 шт. - в вертикальной стойке вдоль правого борта.
Кроме того, в боевом отделении укладывались два 7,62-мм пистолета-пулемета ППШ с боекомплектом 1000 патронов и 20 - 25 ручных гранат Ф -1.

1- пушка Ф-34, 2 - маска пушки, 3 - щит броневой, 4 - панорама ПТК, 5 - прицел ТМФД-7 телескопический, 6 - ограждение пушки, 7 - выстрелы к пушке, 8 - сиденье заряжающего, 9 - двигатель, 10 - кожух карданной передачи, 11 - вал карданный, 12 - сиденье механика-водителя.

Броневая защита обеспечивала защиту экипажа и внутреннего оборудования от огня крупнокалиберных пулеметов и осколков снарядов. Корпус и рубка сварные, выполненные из броневых катаных листов толщиной 10-мм, 15-мм, 25-мм, 30-мм, 35-мм и 50-мм. Броневая маска амбразуры пушки имела толщину 50-мм. Кроме того, с июля 1943 г. на качающейся бронировке пушки стал устанавливаться броневой щиток, обеспечивавший защиту от пуль и осколков зазора между подвижной бронировкой пушки и броневой маской амбразуры. В бортах корпуса в районе боевого отделения, внутри гусеничного обвода (при использовании базы танка Т-III) имелись два аварийных люка, закрывавшихся броневыми крышками. В кормовом листе корпуса самоходной установки для заводной рукоятки инерционного стартера был сделан специальный лючок, закрывавшийся броневой заслонкой.

Рубка имела форму усеченной пирамиды с рациональными углами наклона броневых листов и крепилась к корпусу машины с помощью болтов. Стык броневой рубки и корпуса машины был усилен наварными броневыми накладками толщиной 10-мм. Помимо выреза для входного люка, в крыше рубки были сделаны: лючки для установки панорамы Герца, командирской панорамы и флажковой сигнализации, а также был установлен броневой стакан антенного ввода. Для стрельбы из пистолета-пулемета ППШ в левом и правом бортах, а также в левой створке кормового люка рубки были выполнены отверстия, закрывавшиеся броневыми заслонками. Кроме того, в лобовом листе рубки для этой цели также имелось круглое отверстие, закрывавшееся броневой пробкой. На части самоходных установок (около 20 машин) - командирских машинах с августа 1943 г. на крыше рубки справа над специальным спонсоном устанавливалась командирская башенка с входным люком, конструкция которой была заимствована у немецкого танка T-III. На этих машинах устанавливалась радиостанция повышенной мощности, вследствие чего боекомплект к пушке был сокращен.

В моторном отделении самоходно-артиллерийской установки устанавливался карбюраторный четырехтактный двенадцатицилиндровый V-образный двигатель «Майбах» HL120TRM жидкостного охлаждения мощностью 300 л.с. (221 кВт) с двумя карбюраторами «Солекс». Пуск двигателя производился с помощью электростартера «Бош» типа BNG мощностью 4 л.с. (2,9 кВт) или вручную — с помощью инерционного стартера. В системе зажигания использовалось магнето «Бош» типа I012L14 или отечественного производства БСМ-12Ш. Для доступа в моторное отделение в его крыше были сделаны четыре люка, закрывавшиеся броневыми крышками. Емкость основного топливного бака составляла 320 л, запасных — 120 л. Два запасных цилиндрических топливных бака устанавливались на верхнем наклонном кормовом листе корпуса. Запас хода машины по шоссе с использованием только основного топливного бака достигал 180 км.

В зависимости от модификации используемого шасси немецкого трофейного танка T-III на установке применялись коробка передач и главный фрикцион фирмы «Майбах» двух типов: механическая шестиступенчатая коробка передач ZF «Афон» SSG77 (шесть передач переднего хода и одна передача заднего хода) и сухой трехдисковый главный фрикцион с механическим управлением или механическая безвальная десятиступенчатая коробка передач «Майбах Вариорекс» SRG 328145 с синхронизирующим устройством и полуавтоматическим пневмогидравлическим преселекторным управлением (десять передач переднего хода и четыре передачи при движении задним ходом) и двухдисковый главный фрикцион, работавший в масле. При использовании шестиступенчатой коробки передач главный фрикцион устанавливался на двигателе в моторном отделении. Передача крутящего момента от двигателя к коробке передач осуществлялась с помощью вала трансмиссии, проходящего через боевое отделение.

Тактико-технические характеристики
самоходных установок семейства СУ-76

В отделении управления и трансмиссии устанавливались коробка передач (при использовании десятиступенчатой коробки) и собранный с ней главный фрикцион, одноступенчатые планетарные механизмы поворота с опорными тормозами, поперечные карданные валы, тормоза управления и приводы управления самоходной установкой. При применении шестиступенчатой коробки передач могли использоваться два типа управления тормозами: механический и гидравлический. Снаружи в передней части бортов корпуса в броневых картерах размещались бортовые редукторы.

В систему подрессоривания самоходной установки входили индивидуальная торсионная подвеска, резиновые ограничители хода балансиров для всех опорных катков и гидравлические амортизаторы на крайних опорных катках. В состав гусеничного движителя входили два ведущих колеса переднего расположения со съемными зубчатыми венцами, двенадцать двухскатных опорных и шесть двухскатных поддерживающих катков с наружной амортизацией, два направляющих колеса с механизмами натяжения гусениц и две гусеницы с шириной трака 380-мм.

Электрооборудование машины было выполнено по однопроводной схеме. Напряжение бортовой сети составляло 12 В. В качестве источников электроэнергии использовались две аккумуляторные батареи емкостью 128 или 144 Ампч и генератор «Бош» типа GTW мощностью 600 Вт с реле-регулятором.
 Первоначально для внешней радиосвязи на каждой третьей выпущенной машине устанавливалась радиостанция 9Р и внутреннее переговорное устройство ТПУ-ЗФ, начиная с мая 1943 г. радиостанция устанавливалась на каждой самоходной установке.