Появление трактора Комсомолец, он же артиллерийский тягач для противотанковых орудий Т-20, произвело впечатление. Астрову удалось в очень скромные объемы упихнуть и полноценный тягач, и бронировку кабины и даже пулемет.
Комсомолец уверенно таскал "Сорокопятку" и даже 76мм дивизоннку. Но закономерно пасовал перед 122мм гаубицей М-30. Логично возникло желание сделать тягач большего размера и мощности для гаубиц и зенитных пушек.
Раз Комсомолец сделан на основе узлов и агрегатов ГАЗ-ММ, то для следующего тягача закономерно взять за основу ЗИС-5/6.
На раме из швеллеров собрали КПП и двухступенчатую главную передачу от ЗИС-5, демультипликатор и радиатор от ЗИС-6. На главную передачу, лишенную дифференциала, установили бортовые фрикционы. От них полуосями момент передавался на тормозные барабаны от ЗИС-5. На тягаче использовали резино-металлические гусеницы, аналогичные гусеницам ЗИС-42. Также от ЗИС-42 использовали тележки и рессоры. В передней части рамы разместили пятитонную лебедку с приводом от коробки отбора мощности (КОМ). Бензобаки под сиденьями водителя и заднего пассажира. с противоположно стороны под сиденьем располагались аккумуляторные батареи.
Переднюю часть транспортера сделали как и на Комсомольце, из брони, толщиной 6мм. В бронекабине размещалось четверо: механик-водитель, командир орудия и оба наводчика, т.е. самые ценные члены орудийного расчета. В распоряжении командира была башня кругового вращения с пулеметом ДТ. Остальные восемь членов расчета сидели в кузове, на центральной скамейке, по четверо в ряд, спиной друг к другу. Два десятка снарядов с зарядами размещались в ящиках вдоль бортов. Дверки ящиков также были сделаны из 6мм бронелистов. Полный вес 10 тонн.
В процессе создания остро встала проблема двигателя. Родной 73-х сильный ЗИС-овский двигатель был слишком слаб для такой работы, надежды на более мощную 90-100 сильную модификацию не оправдались. Над неплохим шасси нависла угроза из-за отсутствия подходящего двигателя. Решение было найдено в виде последовательной спарки двух моторов ГАЗ-ММ.
Два мотора ГАЗ-ММ смонтированные на жесткой мотораме и соединенные муфтой имели общую систему зажигания на основе трамблера от ЗИС-101 и выдавали 97-98 л/с и 330 н*м. Получившийся импровизированный рядный 8-ми цилиндровый мотор уверено таскал транспортер и гаубицу М-30 на прицепе.
На испытаниях Средний Артиллерийский Тягач САТ разогнался до 45 км/ч, показал хорошую управляемость, а широкие гусеницы обеспечили высокую проходимость. САТ справлялся с буксировкой 122мм гаубицы М-30 и 85мм зенитки 52-К, при этом не отмечалось ни перегрева двигателя, ни тормозов. Правда, ходовая из 32 шт. мелких катков была сложной в производстве, требовала обслуживания и не отличалась долговечностью. В процессе подготовки к производству, было решено изменить ходовую В качестве катков использовали колесные диски от ЗИС-5 с более узким ободом и сплошной резиновой ошиновкой вместо пневматической покрышки. Количество катков сократили до четырех на сторону. В качестве упругих элементов использовали штатные рессоры ЗИС-5. Новая ходовая была немного жестче, но зато была проще, дешевле и за счет своей "дубовости" получилась долговечнее.
В таком виде САТ пошел в серию и на вооружение. К началу ВОВ, на 22.07.1941 в армии имелось более 200 единиц САТ. Производство САТ малой серией продолжалось всю войну. К 1943-му году конструкцию еще раз пересмотрели. Башня с пулеметом на гаубичном тягаче оказалась абсолютным излишеством, отстреливаться от вражеской пехоты из пулемета, как противотанкистам, расчетам гаубиц или зенитчикам, приходилось крайне редко. Поэтому, сложную в производстве, но бесполезную башню убрали, зато у командира появилась радиостанция, что улучшило взаимодействие между орудиями в батарее. Однако, сам бронекорпус хорошо себя зарекомендовал, как защита от шальных осколков и пуль. Поэтому, было решено его оставить, а за счет ликвидации башни увеличить толщину лобового бронелиста до 12мм
Заодно с башней в кабине убрали заднюю стенку, а броневую крышу оставили только над передними сиденьями. Самым заметным внешним изменением стала унификация САТ-а по гусенице и ходовой с СУ-76. более узкая стальная гусеница ухудшила проходимость тягача, но не слишком сильно. Зато долговечность ходовой выросла в разы. Кроме этого, в трансмиссии использовали более подходящие по конструкции и более долговечные механизм поворота с бортовыми фрикционами и ленточными тормозами и бортовыми редукторами от СУ-76. До конца войны сделали еще 500 штук модернизированных САТ-ов.