Ствол гаубицы Д-22 состоял из трубы-моноблока, двухкамерного дульного тормоза, эжектора, муфты и казенника.
Затвор вертикальный клиновой с полуавтоматикой механического (копирного) типа.
Тормоз отката гидравлический веретенного типа, накатник пневматический. Цилиндры противооткатных устройств жестко связаны со стволом и при выстреле откатываются вместе с ним. Длина отката нормальная 510-710 мм, предельная 740 мм.
Схема САУ 2С3
Гаубица Д-22, установленная на САУ 2С3
Подъемный механизм гаубицы имеет один сектор, привод механизма ручной. Уравновешивающий механизм пневматический толкающего типа. Гаубица устанавливается в амбразуру башни при помощи закладных цапф.
Шасси разработано на базе пусковой установки ЗРК «Круг» (об. 123), новое шасси получило индекс «об.303». В САУ отделение управления и моторно-трансмиссионное отделение размещены в передней части корпуса, а боевое отделение – в кормовой части корпуса, а также в башне.
Корпус и башня сварные из катаных броневых листов, которые защищают от пули Б-32 с дистанции 300 мм. Имеется система герметизации обитаемых отделений и фильтро-вентиляционная установка.
Двигатель 12-цилиндровый четырехтактный дизель В-59. Трансмиссия механическая двух- поточная. Коробка передач находится в одном блоке с планетарным механизмом поворота. Подвеска индивидуальная, торсионная с гидравлическими амортизаторами телескопического типа. Гусеница с резинометаллическим шарниром, ширина трака 484 мм.
Боекомплект первоначально состоял из 40 выстрелов, находившихся в двух боеукладках (в башне и в корпусе).
Первые два опытных образца 2С3 были изготовлены в конце 1968 года. Заводские испытания их завершены 15 октября 1969 года.
Выявлена большая загазованность боевого отделения,особенно при стрельбе на малых зарядах. По этой же причине не были приняты и еще четыре образца 2С3, изготовленные летом 1969 года для полигонных испытаний.
В конце концов с грехом пополам с проблемой загазованности справились, и в 1971 году САУ 2С3 «АкаЦия» была принята на вооружение.
Серийное производство 2С3 было начато в 1970 году. Головное предприятие-изготовитель – УЗТМ. Первые три серийные САУ изготовлены в декабре 1970 года. В 1971 году – еще 9 САУ, из них 6 – в декабре. На 1973 год был дан план 70 САУ. Стоимость 2С3 на 1973 год составляла 305 тыс. руб.
В 1975 году вместо двух механизированных боеукладок была введена одна – барабанного типа на 12 выстрелов. Это позволило увеличить возимый боекомплект с 40 до 46 выстрелов. Модернизированная САУ получила индекс 2С3М, а гаубица – 2А33.