В 1950 году параллельно с основной моделью бронетранспортера была разработана его модификация БТР-152А, вооруженная двумя спаренными крупнокалиберными 14,5-мм пулеметами КПВ, образца 1944 года, предназначенных для поражения воздушных, летящих на высоте до 2000 м, и легкобронированных наземных целей на расстоянии до 1000 м.
Пулеметы были установлены на турельной установке в десантном отделении, обеспечивающей круговой горизонтальный обстрел с углом возвышения до 90 градусов. Боекомплект состоял из 1200 патронов к пулеметам (24 ленты). В номенклатуру боеприпасов входили бронебойно-зажигательные пули Б-32 и БС-41, бронебойно-зажигательно-трассирующие пули БЗТ, а также пристрелочно-зажигательные пули ЗП. Число десантников у этой модификации было уменьшено до восьми человек.