由於戰前在輕型發動機方面缺少戰術積累，整個戰爭期間蘇聯的輕型自走炮都經受缺少可靠的底盤之累。在前線需求火燒眉毛的1942年，蘇聯工程師們甚至動起了德國坦克的主意。這個想法在1943年成為現實。他們成功地拆除了繳獲的德國III號坦克的炮塔，將車體裝甲向上延伸後加裝76毫米炮，改裝成SU-76i自走反坦克炮。
1942年時，ZIS-30不是被德軍摧毀，就是在夏季大撤退中因機械問題而被拋棄，因此SU-76i的計劃就顯得很重要。1943年4月3日，首輛SU-76i被送到自 走炮訓練團。蘇軍坦克手對SU-76i評價不錯，唯一的缺點就是它只有一個艙口所以一旦SU-76i中彈燃燒，逃生就有問題。
1943年的庫爾斯克戰役中，SU-76i首次同德國坦克對壘。這種車輛的確切產量現在已經很難確定，但據稱1943年中央方面軍對奧廖爾的進攻中使用過16輛。當年9月20至23日的戰報顯示該型車擊毀了3輛德國坦克。 1943年8月，卡沙塔諾夫設計局準備改進SU-76i。SU-76i被用作訓練車輛直至1945年底，之後SU-76i被正式宣佈退役。