Сражение на Курской дуге показало, что Т-34 при всех своих достоинствах не может на равных сражаться с тяжелыми немецкими танками "Пантера" и "Тигр", побеждая их числом, маневренностью и умением советских танкистов. Требовалась машина, способная пробить 100-миллиметровую лобовую броню "кошек" с больших дистанциий, чем те, на которых те предпочитали действовать.
Базой для самоходного оружия послужил тот же Т-34. Броневая рубка и тяжелое орудие увеличили нагрузку на подвеску, из-за чего были усилены пружины передних катков. Двигатель и трансмиссия остались без изменений.
Первоначально на СУ-100 планировалось установить корабельное орудие Б-34 - такие устанавливались на балтийских и черноморских крейсерах, но необходимость внесения изменений в конструкцию пушки и разногласия между ее разработчиками и создателями СУ-100 тормозили процесс. А время было едва ли не самым важным фактором - война продолжалась, армии срочно требовалось средство для борьбы с вражеской бронетехникой.
В результате в рубку установили 100-миллиметровую пушку Д-10, специально созданную для самоходки свердловским заводом № 9. Весной 1944 года прототип СУ-100 прошел заводские, армейские и государственные испытания, пройдя в общей сложности 1250 километров и совершив 2000 выстрелов. Госкомиссия рекомендовала самоходку к принятию на вооружение, отметив, что СУ-100 обеспечивает поражение танков "Пантера" и "Тигр" на дистанции в полтора километра с любого ракурса, но пробивает только бортовую броню САУ "Фердинанд" - зато с 2000 метров. 3 июля 1944 года приказом ГКО № 6131 самоходка была принята на вооружение.
СУ-100 поспела к завершению Второй Мировой войны, успев повоевать в Венгрии и Германии. Истребители "Тигров" массово применялись при освобождении Будапешта, в ходе Балатонской операции и при штурме Берлина. После Победы самоходки еще несколько десятилетий стояли на вооружении Советской армии и активно поставлялись на Ближний Восток. В XXI веке несколько десятков СУ-100 используются в ходе гражданской войны в Йемене.