С 5 апреля по 24 августа 1935 года испытательно-сборочным цехом Опытного завода проводились специальные заводские испытания модернизированного образца СУ-14. Машина прошла более 500 км в различных условиях, продемонстрировав неплохие боевые и ходовые качества.
Во время испытаний гаубицы выстрелы производили не только вдоль направления движения под большим углом возвышения, но и горизонтально, при крайних углах горизонтального наведения и даже при поднятых сошниках. Однако скорострельность оставляла желать лучшего, механизмы и агрегаты часто выходили из строя.
Вместе с тем, отмечались и значительные недостатки. В частности выяснилось, что через шаровые амбразуры, предназначенные для пулеметов ДТ, вести огонь невозможно, также как невозможно быстро воспользоваться возимым боекомплектом (восемь выстрелов), который находился под съемными крышками настила, блокированными в походном положении телом орудия.
Используя опыт, полученный при работе над СУ-14, конструкторский отдел Опытного завода разработал чертежи для постройки эталонного образца самоходной установки СУ-14-1, который был изготовлен в начале 1936 года. Он имел улучшенную конструкцию коробки передач, главного фрикциона, тормозов и бортовых передач. К тому же на СУ-14-1 были перенесены в стороны от кабины водителя выхлопные трубы, усовершенствованы опорные сошники, убран механизм выключения подвески при стрельбе, испытания которого на СУ-14 выявили его ненужность. Машина получила форсированный до 700 л.с. двигатель М-17Ф, который позволял самоходу массой 48 т развивать скорость 30 км/ч.
Эталонный образец самоходной установки СУ-14-1 со 152-мм орудием Бр-2.
Опытный образец самоходной установки СУ-14 с 203-мм орудием Б-4.
Модернизированный и образец СУ-14 со 152-мм орудием большой мощности У-30, вид слева. 1936 год (РГАЭ).
Эталонный образец СУ-14-1 испытывался пробегом с апреля по сентябрь 1936 года (пройдено около 800 км) и с 28 апреля по 29 ноября 1936 года стрельбой на НИАПе.
В конце ноября 1936 года для испытания самохода в пушечном варианте, с Уралмашзавода и завода «Баррикады» доставил 152-мм длинноствольные орудия У-30 и Бр-2. По сравнению с Б-4 последние имели большую дальность стрельбы и лучшую баллистику.
Перевооружение и кратковременные испытания состоялось в ноябре — декабре 1936 года. Пушечный вариант самоходов понравился всем, так как давал Красной Армии мобильные артсистемы, равных которым по дальнобойности у нее не было. Согласно отчету АБТУ КА, датированному началом 1937 года, испытания СУ-14 считались завершенными, и «опытный образец передан заводу № 183 для изготовления серии».