SU-76M hầu như thay thế xe tăng bộ binh trong vai trò hỗ trợ chặt chẽ. Mặc dù lớp giáp mỏng và khoang hở khiến nó dễ bị tấn công bằng vũ khí chống lựu đạn, lựu đạn và vũ khí nhỏ, trọng lượng nhẹ và áp lực mặt đất thấp giúp nó có khả năng cơ động tốt.

SU-76M kết hợp ba vai trò chiến trường chính: pháo xung kích hạng nhẹ, pháo chống tăng tự hành và lựu pháo tự hành. Là một pháo xung kích, SU-76M được các lính bộ binh Liên Xô đánh giá cao (trái ngược với các kíp lái của chính nó). Nó có hỏa lực mạnh hơn bất kỳ xe tăng hạng nhẹ nào trước đây để hỗ trợ bộ binh và việc liên lạc giữa bộ binh và kíp lái SU-76M cũng dễ dàng hơn do khoang lái mở. Điều này cực kỳ hữu ích trong tác chiến đô thị, nơi rất cần sự phối hợp tốt giữa bộ binh và kíp xe. Mặc dù khoang mở rất dễ bị tổn thương bởi hỏa lực nhỏ và lựu đạn, nhưng nó thường cứu mạng kíp lái trong trường hợp bị Panzerfaust tấn công, khi mà vụ nổ chấn động bị phân tán khá nhiều so với một khoang xe kín. [cần dẫn nguồn]

SU-76M có hiệu quả đối với bất kỳ xe tăng hạng trung hoặc hạng nhẹ nào của Đức. Nó cũng có thể hạ gục xe tăng Panther bằng một cú bắn vào sườn, nhưng súng ZiS-3 không hiệu quả với xe tăng Tiger. Hướng dẫn sử dụng của Liên Xô cho kíp xe SU-76M thường hướng dẫn xạ thủ nhắm vào xích xe hoặc nòng súng khi đối mặt với Tiger. Để cải thiện khả năng xuyên giáp của SU-76M, các loại đạn pháo vật liệu cứng tổng hợp xuyên giáp (APCR) và đạn nổ lõm đã được phát triển. Điều này đã cho SU-76M một cơ hội tốt hơn trước các phương tiện bọc thép hạng nặng của Đức. Cấu hình thấp, tiếng ồn thấp và độ cơ động tốt là những ưu điểm khác của SU-76M. Điều này là lý tưởng để tổ chức các cuộc phục kích và các cuộc tấn công bên sườn hoặc phía sau bất ngờ trong trận chiến gần, trong đó súng ZiS-3 là đủ để chống lại hầu hết các phương tiện chiến đấu bọc thép của Đức.

Góc ngẩng cao tối đa của ZiS-3 là cao nhất trong tất cả các loại pháo tự hành của Liên Xô. Khoảng cách hỏa lực gián tiếp tối đa là gần 17   km. SU-76M đôi khi được sử dụng làm phương tiện pháo nhẹ (như Wespe của Đức) để bắn phá và hỗ trợ hỏa lực gián tiếp. Tuy nhiên, sức mạnh của 76.2   đạn mm không đủ trong nhiều trường hợp.

SU-76M là chiếc xe duy nhất của Liên Xô có thể hoạt động trong đầm lầy với sự hỗ trợ tối thiểu từ các kỹ sư. Trong Chiến dịch Bagration năm 1944, nó cực kỳ hữu ích để tổ chức các cuộc tấn công bất ngờ qua đầm lầy; bỏ qua hàng phòng thủ hạng nặng của Đức trên mặt đất vững chắc hơn. Thông thường chỉ có bộ binh vũ trang nhẹ mới có thể đi qua các khu vực đầm lầy lớn. Với sự hỗ trợ của SU-76M, các binh sĩ và kỹ sư Liên Xô có thể tiêu diệt hiệu quả các điểm mạnh của kẻ thù và tiếp tục tiến công.

SU-76M có số lượng lớn các loại đạn. Chúng bao gồm xuyên giáp (thông thường, với mũi đạn đạo và siêu tốc độ phụ), điện tích rỗng, chất nổ cao, phân mảnh, mảnh đạn và đạn gây cháy. Điều này làm cho SU-76M trở thành một phương tiện chiến đấu bọc thép hạng nhẹ đa năng tuyệt vời.

Một phi hành đoàn nổi tiếng là Rem Nikolaevich Ulanov. Thời còn trẻ, ông là một lái xe cơ khí và sau đó là chỉ huy của một chiếc SU-76. Ông và một số binh sĩ khác gọi họ SU-76 Columbina sau khi nữ kỳ Phục hưng Ý Commedia dell'arte nhân vật.

Sau Thế chiến II, SU-76 được sử dụng bởi các lực lượng Cộng sản trong Chiến tranh Triều Tiên. Một số lượng nhỏ SU-76M đã bị Hàn Quốc bắt giữ và sử dụng sau khi hạ cánh tại Incheon.