АНИИ довольно быстро представил новые 152-мм осколочно-фугасную гранату дальнобойной формы чертежа 00120 и состав метательного заряда из трубчатого пороха для достижения указанной начальной скорости. Выяснилось, что при стрельбе этим боеприпасом на полном и первом зарядах нового устройства в стандартной каморе 152-мм гаубицы обр. 1909 г. возникает детонационно-подобный процесс сгорания пороха вместо штатной дефлаграции из-за отсутствия достаточного объема для расширения образующихся газов. Проблему полностью решили удлинением зарядной каморы до 340 мм за счет расточки нарезной части. Для адаптации противооткатных устройств к возросшей отдаче ввели новый модератор в тормозе отката, а усовершенствование лафета в 1930 г. ограничилось лишь правилом иного устройства, без винта. Также обновили прицельные приспособления: система получила «нормализованный» прицел обр. 1930 г. с цилиндрическим дистанционным барабаном и новой нарезкой шкал. С этими новшествами она была принята на вооружение РККА под названием «152-мм гаубица обр. 1909/30 года» и сменила в валовом производстве на Мотовилихинском заводе свой исходный вариант. Поскольку внешне они не отличались, модернизированное орудие маркировалось на казенном срезе и кожухе ствола сверху надписями «Удлиненная камора».
Стоит заметить, что в отличие от 122-мм гаубицы обр. 1910 г., старая 152-мм гаубица обр. 1909 г. могла вести огонь новыми боеприпасами дальнобойной формы на всех зарядах нового устройства, кроме упомянутого выше полного и первого. Однако из-за другой шкалы начальных скоростей (по сравнению со старыми фугасными гранатами и метательными зарядами из ленточного пороха) устанавливать угол возвышения можно было только по шкале тысячных старого (т.е. не нормализованного) прицела, обязательно по таблицам стрельбы для 152-мм гаубицы обр. 1909/30 гг.
Упоминается, что ствол нового устройства мог быть использован с лафетом любого года выпуска – как для шестидюймовой крепостной гаубицы, так и для 152-мм гаубицы обр. 1909/30 гг. Однако здесь нужно внести уточнение: не было проблем при перестановке ствола и салазок нового устройства на люльку лафета немодернизированного орудия. Ввиду изменения устройства модератора тормоза отката сочетание нового ствола с салазками старого устройства было чревато поломками при ведении огня дальнобойной гранатой на полном заряде. В технической документации системы салазки относятся к лафету, и, с точки зрения строгой терминологии, утверждение о возможности беспроблемной комбинации стволов и лафетов старой и новой конструкции не совсем корректно. В руководстве службы 152-мм гаубицы обр. 1909/30 гг. упомянуто, что такая операция перестановки ствола на другой лафет разрешалась лишь в военное время, а в мирное – категорически не допускалась. Для сравнения: у 122-мм гаубицы обр. 1910/30 гг. наложение модернизированного ствола на старый лафет строго запрещалось при любых условиях.
По ходу валового производства в конструкцию орудий вносились изменения. В 1932 г. приняли боевую ось «нового чертежа», в результате чего для установки нормализованных колес на гаубицы, построенные до этого момента, требовались специальные шайбы. Ориентировочно в 1939 г. улучшили устройство ряда узлов и деталей гаубицы: в затворе ввели отдельную ввинчиваемую в поршень боевую втулку и изменили упор штоков в люльке (добавили клин, запирающий штоки тормоза отката и накатника). Также подверглись изменениям подъемный и поворотный механизмы. Первый стал односекторным (вместо двухсекторного), а во втором несколько пересмотрели конструкцию привода от маховиков к ходовому винту. Для предохранения сектора подъемного механизма от прогиба при стрельбе к станинам станка по обе стороны сектора прикрепили два упора. Упростили также походное крепление станка и изменили нормы запасных частей, инвентаря и принадлежностей к орудию (ЗИП).
Для повышения скорости возки в 1937 г. планировалось наладить выпуск металлических колес с резиновой шиной, наполненной губчатым каучуком. Однако в том году только немного изменили устройство стандартных деревянных колес со спицами, приняв его в качестве «нормализованного колеса обр. 1937 г.» В руководстве службы издания 1938 г. нет упоминания о металлических колесах и скорость движения системы ограничена 6-7 км/ч при любом виде тяги. Но гаубицы самых последних серий все-таки получили это ценное нововведение; по хорошим дорогам их разрешалось буксировать механической тягой со скоростью до 12 км/ч.