Работы над СУ-101 и СУ-102 в ОКБ Уралмаша начались параллельно с созданием СУ-100 летом 1944 года. В то время как последний базировался на шасси Т-34, отлично зарекомендовавший себя в бою, его базовая компоновка с отсеком экипажа спереди и двигателем сзади считалась недостатком. Низко установленное орудие высовывалось далеко от передней части машины, что приводило к громоздкой маневренности в городских или лесных районах. Кроме того, СУ-100 был очень тяжелым спереди, что приводило к чрезмерной нагрузке на передние дорожные колеса, что приводило к риску механического повреждения. Если возникнет необходимость модернизации машины с помощью более мощного и тяжелого орудия, все эти проблемы были бы серьезно обострены.
Чтобы устранить эти недостатки, конструктор Н.В. Курин разработал ряд предварительных проектов новых самоходных орудий, использующих шасси различных современных советских танков, как с отделением для экипажа спереди, так и сзади.
В марте и апреле 1945 года было изготовлено два прототипа, один из которых был оснащен 100-мм танковой пушкой (обозначенная СУ-101 при вводе в эксплуатацию), а другой со 122-мм пушкой D-25S (названный СУ-102). Кроме того, был изготовлен третий пустой корпус для испытаний брони при пожаре.
В то время как война с Германией уже закончилась, прототипы были дополнительно испытаны. Возникло несколько проблем, среди которых был нагрев салона машины из-за нехватки охлаждения двигателя. Еще одной проблемой было очень тесное и неудобное отделение для экипажа. Наконец, у прототипа Су-102 возникли структурные проблемы, и он не совсем подходит для поглощения отдачи мощной 122-мм пушки. Тем не менее, эти проблемы были сочтены решаемыми, и транспортные средства были рекомендованы для массового производства после применения нескольких модификаций для решения проблем прототипов. Хотя первоначально было рекомендовано массовое производство, окончание войны с Германией в мае 1945 года в конечном итоге привело к отмене проекта из-за отсутствия необходимости.