Pháo Msta-S 152 bắt đầu việc thiết kế từ năm 1985 và mẫu xe pháo thử nhiệm đầu tiên được đặt mật danh là “Object 317” dựa trên khung bệ xe tăng chủ lực T-80.
Pháo tự hành Msta-S 152 sử dụng động cơ diesel V-84A công suất 840 mã lực giúp xe pháo đạt tốc độ tối đa 60km/h và tầm hoạt động 500km.
Hệ thống treo của Msta-S 152 hoạt động rất tốt đảm bảo cho nó có thể vượt qua các địa hình gồ ghề với 6 bánh chịu lực mỗi bên xích cùng khả năng lội nước sâu 5m.
Hỏa lực chính của Msta-S 152 là khẩu pháo 152mm L/47 2A64 tầm bắn xa 24,7km và 36km với loại đạn pháo tăng tầm, một kíp chiến đấu được huấn luyện tốt có thể đạt tốc độ bắn tối đa 6-8 viên/phút (tuy vậy thì vẫn thua PzH 2000).
Tháp pháo có thể xoay 360° với góc nâng từ -4° đến +68°. (Tăng chiến đấu tham gia bắn đạn thật cùng Msta-S 152)
Đạn pháo sử dụng trên Msta-S 152 có nhiều loại từ đạn nổ mảnh, đạn khói, đạn cháy, đạn hóa học hay thậm chí là đạn hạt nhân.
Ngoài ra, Msta-S 152 còn có thể bắn đạn pháo thông minh Krasnopol được điều khiển bằng tia laser có thể bắn trúng một chiếc xe tăng ở cự ly 20km, dự trữ đạn pháo trên xe là 50 viên.
Bên cạnh đó, Msta-S 152 còn có một khẩu đại liên NSVT 12,7mm gắn trên nóc, được sử dụng bởi trưởng xe, anh ta có thể ngồi trong xe nếu muốn và khai hỏa một cách chính xác.
Những phiên bản nâng cấp gần đây đã cải thiện đáng kể sức chiến đấu của Msta-S 152 như bản 2S19M ra mắt năm 2000 với hệ thống điều khiển bắn cải tiến.
Phiên bản mới nhất là loại 2S19M2 với tốc độ bắn đạt 10/phút và lớp giáp thiết kế lại, bên cạnh đó là thời gian chuẩn bị bắn nhanh hơn so với mẫu cũ, giúp Msta-S lên ngang tầm với những loại pháo tự hành tốt nhất hiện nay.