Опыт по созданию САУ СГ-122(А) на базе трофейного Артштурма не пропал даром –  он понадобился в тот момент, когда самоходки СУ-76, на которые так рассчитывало наше командование,  и которые так ждали бойцы и командиры стрелковых подразделений, начали в массовом порядке выходит из строя из-за конструкторской ошибки её главного конструктора Семёна Гинзбурга. Отправка последнего на фронт не могла компенсировать ту потерю времени, которое понадобилось для переделки СУ-76 в СУ-76М. Поэтому в качестве временной меры было предложено осуществить выпуск самоходок на базе трофейных шасси от немецких танков Pz.III и созданных на его базе штурмовых орудий StuG III Артштурм. После успешных операций под Сталинградом, на Среднем и Верхнем Дону таких машин на складах трофейного имущества скопилось огромное количество.

Решение о подготовке серийного производства штурмовой 76-мм САУ поддержки на трофейном шасси было принято 3 февраля 1943 г. Конструкторский коллектив Каштанова был переведен в Свердловск, на территорию эвакуированного завода № 37 и приказом по НКТП был преобразован в конструкторское бюро и начал доработку проекта СГ-122. Времени было мало, так как опытный образец САУ должен был быть готов к 1 марта. Поэтому чертежи многих узлов изготавливали уже задним числом, обмеряя опытный образец. В отличие от ранее изготовленных самоходных гаубиц, рубка в новой САУ получила наклонные борта, что повышало их прочность. Первоначально планировалось установить в боевом отделении САУ 76,2-мм пушку ЗИС-3 на станке, укрепленном к полу, но такая установка не обеспечивала надежной защиты орудийной амбразуры от пуль и осколков, так как при подъеме и повороте орудия в щите неизменно образовывались щели. Но эта проблема была разрешена установкой вместо 76-мм дивизионной пушки специального самоходного 76,2-мм орудия С-1. Это орудие было спроектировано на базе конструкции танковой пушки Ф-34 и было очень дешевым. Оно разрабатывалось для легких опытных САУ завода ГАЗ. От Ф-34 новая пушка отличалась наличием карданной рамки, позволявшей устанавливать его непосредственно в лобовой лист корпуса и освобождавшей полезный объём в боевом отделении.

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.
Внутренний вид рубки СУ-76И через задний люк по левому борту (вверху) и по правому борту (внизу).
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.

Углы вертикальной наводки пушки составляли от -5 до +15°, по горизонту –  в секторе ±10°. Для стрельбы использовались телескопический прицел ТМФД-7 и прицел от 76,2-мм пушки ЗИС-3. Скорострельность составляла 5-6 выстр./мин. В боекомплект установки входили 96 унитарных выстрелов со стальной осколочно-фугасной дальнобойной гранатой (ОФ-350, О-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 и 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.

Первые самоходки имели довольно «спартанский» вид. Их боевая рубка была сварена из бронеплит толщиной 35-мм в лобовой части и 25-мм или 15-мм в бортах и корме. Броневая защита обеспечивала защиту экипажа и внутреннего оборудования от огня крупнокалиберных пулеметов и осколков снарядов. Крыша рубки первоначально выкраивалась из цельного листа и крепилась болтами. Это облегчало доступ в боевое отделения САУ для проведения ремонта, но после боев лета 1943 г. на многих САУ крыша была демонтирована для улучшения обитаемости.
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 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. 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 Т-III. На этих машинах устанавливалась радиостанция повышенной мощности, вследствие чего боекомплект к пушке был сокращен.
В моторном отделении стоял 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 1012L14 или отечественного производства БСМ-12Ш. Для доступа в моторное отделение в его крыше были сделаны четыре люка, закрывавшиеся броневыми крышками.
В зависимости от модификации используемого шасси немецкого трофейного танка Pz.III на СУ-76И 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.
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 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 СУ-76И было выполнено по однопроводной схеме. Напряжение бортовой сети составляло 12 В. В качестве источников электроэнергии использовались две аккумуляторные батареи емкостью 128 или 144 А•ч и генератор "Бош" типа GTW мощностью 600 Вт с реле-регулятором Поскольку в начале 1943 г. радиостанции были в дефиците, их устанавливали на каждую третью машину, тем более, что большинство САУ поступали в учебные подразделения. Но уже с середины мая радиостанциями типа 9-Р снабжали практически каждую СУ-76И (С-1). Испытания проходили в окрестностях Свердловска пробегом по дорогам и снежной целине с застопоренным и расстопоренным орудием. Несмотря на жестокие погодные условия (днем –  оттепель, а ночью –  мороз, доходивший до минус 35 град.) машина проявила себя хорошо, и 20 марта 1943 г. машина была рекомендована для принятия на вооружение под индексом СУ С-1, СУ-76 (С-1) или СУ-76И («Иностранная»). Первые пять серийных САУ 3 апреля 1943 года были отправлены в учебный самоходно-артиллерийский полк, дислоцированный в пригородах Свердловска. За месяц службы машины «накатали» от 500 до 720 км и содействовали в обучении более 100 будущих самоходчиков. Отзывы о машине были хорошими, и только трудность запуска двигателя на морозе отмечалась всеми техниками как «недостаток первой важности».

Тем временем, по уточненным чертежам завод начал изготовление «фронтовой» серии из 20 САУ, которые большей частью также попали в учебные подразделения. Лишь с мая 1943 г. СУ-76 (С-1) начали поступать в войска. В конце июля 1943 года, по опыту применения СУ-76И на Курской Дуге, на качающейся бронировке орудия был установлен «броневой отражательный щиток», назначение которого состояло в том, чтобы не допускать заклинивания орудия мелкими осколками и пулями. Тогда же для увеличения запаса хода самоходки начали оснащать двумя внешними бензобаками, которые устанавливались вдоль кормы на легкосбрасываемых кронштейнах. Запас хода машины по шоссе с использованием только основного топливного бака достигал 180 км, а ёмкость основного топливного бака составляла 320 литров. Внешние же баки содержали ещё 120 литров горючего.

 Первоначально в качестве командирских машин в самоходно-артиллерийских полках (САП), вооруженных СУ-76И использовали трофейные PzKpfw III. В августе было принято решение об изготовлении также специальных командирских САУ, которые оснащались командирской башенкой от PzKpfw III и радиостанцией повышенной мощности при сокращенном боекомплекте.
Последние СУ-76И покинули цеха завода в конце ноября 1943 года. К этому времени недостатки отечественных СУ-76 были устранены и самоходки в необходимом количестве отгружались на фронт двумя предприятиями НКТП (завод № 38 в Кирове и ГАЗ в Горьком). Советские самоходки были более дешевыми и легкими по сравнению с СУ-76И, а кроме того, не было проблем с их снабжением запчастями. Всего за время серийного производства СУ-76И на заводе №37 было выпущено 201 САУ (в том числе 20 «командирских»).