Параллельно с созданием самоходных орудий большой мощности в СССР начались работы по созданию «малого триплекса» для дивизионной артиллерии, который должен был включать в себя САУ, оснащенный 76,2-мм полковым орудием, 121,9-мм гаубицей и 152,4-мм мортирой. Согласно существовавшей тогда теории, наличие подобного триплекса в полной мере могло покрыть весь спектр задач армии. За разработку всех трёх проектов отвечало КБ завода опытного машиностроения им. Кирова (№ 185) под руководством С. А. Гинзбурга и П. Н. Сячинтова. Ответственным конструктором был назначен В.Москвин. В качестве базового шасси был выбран легкий танк Т-26 образца 1933 года, производство которого осуществлялось в Ленинграде. В связи с тем, что существующая танковая компоновка совершенно не подходила для САУ корпус Т-26 был радикально переработан. Отделение управления, вместе с сидением водителя и органами управления, а также элементы трансмиссии по-прежнему находились в носовой части, но моторное отделение переместили к центру корпуса, отделив его от остальных отсеков бронированными перегородками. Здесь был установлен стандартный бензиновый двигатель Т-26 мощностью 90 л.с. с укороченным карданным валом, главный фрикцион, вентилятор, радиатор, масляной и топливный баки, которые разделялись герметичными выгородками. Моторное отделение соединялось специальным карманом с боковыми отверстиями для выброса охлаждающего воздуха. На крыше было вырезано отверстия с бронированными жалюзи для входа охлаждающего воздуха и два люка для доступа к карбюратору, свечам, клапанам и маслофильтру. Боевое отделение, где находились места для расчета из 4-х человек и орудие, было перемещено в кормовую часть корпуса. Для гашения отдачи при стрельбе на землю опускался специальный сошник, расположенный на корме. Помимо этого, могли использоваться дополнительные бортовые упоры. Вместе с тем, ходовая часть изменений не претерпела. Как и на серийном танке Т-26, применительно на каждый борт, она состояла из следующих компонентов: 8 опорных катков сблокированных в четыре тележки (1-2 и 3-4 тележки имели общую подвеску с амортизацией на листовых рессорах), 4 поддерживающих ролика, переднее ведущее и заднее направляющее колеса. Самоходные орудия получили общее обозначение СУ-5, но в зависимости от типа устанавливаемого орудия к нему прибавлялся индекс. Соответственно, САУ обозначались как СУ-5-1, СУ-5-2 и СУ-5-3. Самой легкой, как и следовало ожидать, среди них была СУ-5-1 — она весила всего 10200 кг. На этой САУ монтировалось 76,2-мм полковое орудие образца 19021930 гг., защищенное 15-мм лобовым бронещитом. Горизонтальный угол наведения пушки составлял ±15°, вертикальный — от −5° до +60°. Приборы наведения состояли из панорамы Герца и телескопического прицела. При стрельбе с места полик заряжающего опускался. Боекомплект пушки, уложенный непосредственно в машине, состоял всего из восьми выстрелов. Самоходная установка СУ-5-2 отличалась только 121,9-мм гаубицей обр.19101030 гг. (сейчас принято «округление» до 122-мм) и возимым боекомплектом, состоявшим из 4 выстрелов и 6 гильз. На СУ-5-3 была установлена 152,4-мм мортира НМ обр.1931 г. Из-за больших габаритов артсистемы «тройка» имела более ограниченные углы наведения: ±7° по горизонтали и от −0° до +72° по вертикали. Масса этой САУ составила 10400 кг при том, что возимый боекомплект отсутствовал вовсе. На совместных заводских испытаниях, проведенных в период с 1 октября по 29 декабря 1935 года, самоходное орудие СУ-5-1 прошло 296 км, СУ-5-2 — 206 км и СУ-5-3 — 189 км. Далее, на артиллерийском полигоне, первый и второй вариант триплекса сделали по 50 выстрелов, «мортирная» самоходка — всего 23. После завершения испытательного цикла СУ-5-3 была 1 ноября доставлена в Москву для участия в параде в честь 18-летия Октябрьской революции. В то же время, в отчете об испытаниях, были изложены следующие выводы: Недостатки: мала прочность кронштейна, связывающего люльку с цапфовой обоймой, слабы бандажи опорных колёс. Все выявленные дефекты принципиального значения не имеют и вполне устранимы.