1963年時，M109自行榴彈炮開始服役，這種初期搭載23倍徑M126型155毫米榴彈炮的武器除了發(fā)射常規(guī)炮彈之外，還能發(fā)射戰(zhàn)術(shù)核炮彈，儼然化身成戰(zhàn)略威懾級裝備，它能以常規(guī)武器的名義出售到其他國家，必要的時候又具備變身核武的可能性，作為回應(yīng)，蘇聯(lián)隨后針對性的研制了2S3自行榴彈炮。

2S3的研制工作起源于1968年，它的底盤采用GM系列通用底盤改進而來，該系列底盤被用于自行防空導(dǎo)彈發(fā)射車等裝備。它的發(fā)動機艙位于車體右前方，駕駛員在左側(cè)，戰(zhàn)斗室設(shè)置在后方。

一臺V-59 520馬力的V-12水冷柴油發(fā)動機提供動力，變速箱有6個前進檔和2個倒檔，6對負重輪采用扭桿懸掛，并且在第一、二、六對負重輪上安裝了液壓減震器，主動輪在前，導(dǎo)引輪在后。

一門D-22型152毫米榴彈炮安裝在后部的旋轉(zhuǎn)炮塔內(nèi)，該炮是從D-20榴彈炮改進而來，擁有27倍徑身管，安裝雙室制退器，半自動垂直楔式后膛，火炮可以直瞄射擊，其瞄準(zhǔn)鏡也支持這一點，配備的破甲彈可以執(zhí)行反裝甲作戰(zhàn)。使用的彈種很豐富，除了榴彈之外，還能使用AP、HEAT、煙霧彈、照明彈、火箭助推榴彈、戰(zhàn)術(shù)核炮彈等彈藥，其中AP彈能在1000米距離上擊穿約120毫米厚的均質(zhì)鋼裝甲，HEAT可以擊穿約250毫米厚的均質(zhì)鋼裝甲。

火炮擁有-4°~60°的俯仰角，可隨炮塔進行360°旋轉(zhuǎn)，最大戰(zhàn)斗射速大約每分鐘4發(fā)，短時間連續(xù)射擊需降低射速到2發(fā)每分鐘或者更低，初期型號車上攜帶35發(fā)炮彈，后期的型號增加到46發(fā)?；鹋诘淖畲笊涑虨?8.5千米，如果使用火箭增程彈將提升到24千米。車長艙口位于炮塔左側(cè)頂部，外面有一挺7.62毫米PKT機槍，可用于防空和自衛(wèi)射擊。

2S3擁有全封閉式的防護裝甲，裝甲板為焊接，車體正面和炮塔正面裝甲厚30毫米，側(cè)面和后面等區(qū)域裝甲板厚15毫米，車內(nèi)有三防系統(tǒng)，可在核、生、化條件下作戰(zhàn)。

對于裝填手而言，操作2S3是一件費力的事，它的HE炮彈重量就達到了43.56千克，又缺少自動裝彈機等設(shè)備。全車車組4人，分別是駕駛員、車長、炮手和裝填手，需要持續(xù)作戰(zhàn)時會額外增加2兩人，這兩人站在車后通過艙門向車內(nèi)輸送炮彈，前提是現(xiàn)場有彈藥補充，這樣可以減少車內(nèi)彈藥的消耗。

2S3有6個子型號，相關(guān)改進工作一直持續(xù)了多年，2000年開發(fā)的2S3M2-155還更換了155毫米主炮，進一步提升了戰(zhàn)斗力。

除了蘇軍裝備，俄羅斯軍隊在90年代和本世紀(jì)初期也曾較多地出口它，先后有超過20個國家或地區(qū)裝備它，總產(chǎn)量超過2000，是一款高產(chǎn)的自行火炮。作為上世紀(jì)70年代就開始服役的裝備，參與的實戰(zhàn)當(dāng)然也不少，例如阿富汗戰(zhàn)爭、車臣戰(zhàn)爭、兩伊戰(zhàn)爭等，至今仍有不少國家裝備。

2S3自行榴彈炮作戰(zhàn)重量28噸，車長8.4米（炮管向前），寬3.25米，高3.05米，車輛最大公路速度63千米每小時，最大越野速度45千米每小時，最大行程500千米，車組4人。