Масса самоходной установки, получившей индекс СУ-6, в боевом положении составляла 11,1 т, максимальная скорость по шоссе достигала 28 км/ч, запас хода - 130 км. Помимо 76,2-мм зенитной пушки вооружение машины было дополнено двумя 7,62-мм пулеметами ДТ, установленными в переднем и заднем бортах в шаровых установках.
В ходе заводских испытаний СУ-6, прошедших с 12 сентября по 11 октября 1935 г., машина прошла 180 км и сделала 50 выстрелов. В выводах комиссии отмечалось следующее: «На основании проведенных испытаний можно считать, что образец вполне подготовлен к полигонным испытаниям. Дефектов и разрушений не обнаружено, кроме разрушения одного опорного катка».
13 октября 1935 г. СУ-6 поступила на НИАП. Испытания шли в сложных погодных условиях, СУ-6 испытывала частые поломки материальной части, и потому ход испытаний затянулся до декабря. В ходе их САУ многократно ломалась. Всего СУ-6 зачетно прошла 750 км (всего до 900 км) и сделала 416 выстрелов. Кучность стрельбы в начале испытаний была удовлетворительной, а в конце - неудовлетворительной, как с включенными, так и с выключенными рессорами. Поэтому комиссия пришла к выводу, что выключение рессор не влияет на кучность, и этот механизм следует исключить. Кроме того, в отчете по итогам полигонных испытаний отмечались малая мощность двигателя и неэффективность охлаждения (двигатель перегревался после 15-25 километров пробега по пересеченной местности), неудовлетворительная прочность опорных катков и рессор подвески, а также низкая устойчивость всей системы при преодолении препятствий, «прыжки» и «отскоки» установки, сбивающие наводку, раскачивание платформы. На боевой платформе не хватаю места для установщиков дистанционных трубок. Комиссия сделала вывод о полной непригодности машины для использования в мехсоединениях.
Летом 1936 г. С.А. Гинзбург предложил на суд начальника УММ два проекта 37-мм" зенитных автоматов на шасси СУ-5 и СУ-6 (в некоторых.источниках они именуются соответственно СУ-5-4 и СУ-6-Г). Но ни И.А. Халепский, ни Н.В. Кириллов-Губецкий, поднимавшие вопрос о продолжении работ по ним, не получили понимания об их нужности у зам-наркома по вооружению М.Н. Тухачевского.
Зенитная самоходная пушка СУ-6 в положении максимального возвышения.
Но после неудачного окончания испытаний СУ-6 и принятия решения об освоении на заводе № 8 37-мм автомата конструкции Б.С. Шпитального положение изменилось. 13.03.1936 г. вышло постановление правительства № 0К-58сс, согласно которому четыре уже заложенные СУ-6 должны были быть еданы для целей обучения с 76-мм зенитной пушкой обр. 1931 г., а десять изготовляемых СУ-6 должны были получить 37-мм зенитный автомат. Но, несмотря на план отгрузить заводу № 185 10 автоматов Б. Шпитального к 1 октября завод № 8 до конца года не поставил ни одного. Кроме того, П.Н. Сячин-тов был арестован, и все работы по СУ-6, равно как и по иным зенитным САУ на танковом шасси, были прекращены в январе 1937 г. Отныне обязанности войскового ПВО предстояло исполнять счетверенным зенитным пулеметным установкам (ЗПУ) в кузовах грузовых автомобилей ГАЗ-ААА.