Первоначально серийное производство САУ 2С19 велось на заводе «Уралтрансмаш» в городе Свердловске, а затем на Стерлитамакском машиностроительном заводе (Башкирия).
На базе САУ 2С19 разработана её модификация 2С30 «Исеть».
Гаубица 2А64 имеет раздельно-гильзовое заряжание. Подача снарядов автоматическая, подача зарядов полуавтоматическая. Весь боекомплект расположен в башне и позволяет проводить заряжание при любых углах горизонтального и вертикального наведения. Наличие полуавтоматических систем заряжания облегчает работу экипажа и обеспечивает скорострельность до 7–8 выстрелов в минуту при использовании возимого боезапаса, и до 6–7 выстрелов в минуту – при подаче выстрелов с грунта. При стрельбе с грунта требуется дополнительно ещё два человека для подачи снарядов в специальном конвейере – один для снарядов, другой для зарядов.
Горизонтальное и вертикальное наведение орудия осуществляется с помощью электрических приводов наведения 2Э46.
На командирской башенке САУ смонтирован 12,7‑мм зенитный пулемёт НСВТ. Стрельба из пулемёта может вестись с помощью системы дистанционного управления из башни.
САУ 2С19 имеет противопульную броню. Ходовая часть машины унифицирована с танками Т‑72 и Т‑80. САУ оснащена V-образным 12‑цилиндровым четырёхтактным дизелем В84А жидкостного охлаждения. Для обеспечения питания электрооборудования САУ имеется специальный газотурбинный двигатель АП18Д мощностью 16 кВт.
Подвеска шасси независимая торсионная с длинными торсионами, из-за чего катки правого и левого борта расположены не соосно. Первый, второй и шестой катки имеют регулируемые телескопические амортизаторы, которые используются во время стрельбы для гашения колебаний. Несмотря на высокие баллистические качества орудия, система не имеет ни опорных плит, ни откидывающихся сошников. Время перехода из походного положения в боевое составляет 1–2 минуты.
САУ «Мста-С». Вид сзади. Парк «Патриот». (Фото А. Широкорада)
«Мста-С» оборудована системой приёма и передачи исходных данных для стрельбы. Данные могут передаваться по проводному каналу и по радио.
Режим огня: за первый час – 100 выстрелов;
за второй час – 60 выстрелов.
Боеприпасы и баллистика аналогичны 2А65 «Мста-Б».
С целью ликвидации отставания дивизионной артиллерии России от артиллерии стран НАТО была начата разработка новой модификации 2С19 под наименованием 2С33 «Мста-СМ» (в некоторых источниках приводится индекс 2С19М). «Мста-СМ» по сравнению с базовым вариантом обладала увеличенной в 1,4 раза скорострельностью, дальность стрельбы осколочно-фугасным снарядом составляла более 30 км, а активно-реактивным – более 40 км. В целом по своему боевому потенциалу САУ 2С33 «Мста-СМ» превосходила советские системы предыдущих поколений в 4–5 раз.
Проведённые в 3‑м ЦНИИ научно-исследовательские работы «Прощание-2», «Прощание-3» и «Прощание-АД» показали, что дальнейшее развитие систем артиллерийского вооружения Советской армии (а затем и ВС России) должно было строиться на базе двух артиллерийских комплексов: самоходного артиллерийского орудия 2С31 «Вена» и самоходной гаубицы 2С33 «Мста-СМ». В связи с началом работ по новой перспективной самоходной гаубице 2С35 «Коалиция-СВ» работы по «Мсте-СМ» были остановлены. При выполнении научно-исследовательской работы на базе САУ 2С19 был изготовлен экспериментальный образец артиллерийской системы. Вместо гаубицы 2А64 на САУ была установлена двухствольная гаубица с баллистикой перспективной 152‑мм артиллерийской установки «Коалиция».
Параллельно с созданием новой системы 2С33 велись работы по совершенствованию уже изготовленных и эксплуатировавшихся в войсках самоходных гаубиц 2С19. Результаты боевых действий в Чечне, а также попытка вывода 2С19 на внешний рынок показали отсталость системы управления наведением орудия. С 1998 г. начались работы по оснащению автоматизированными средствами управления наведения орудия ранее принятых и состоявших на вооружении артиллерийских систем ВС РФ.
Модифицированная версия самоходной гаубицы «Мста-С», оснащённая автоматизированной системой управления наведением и огнём (СУО) «Успех-С», получила обозначение 2С19М1. К 2002 г. завершилась разработка комплекса программного обеспечения, предназначенного для корректирования и расчёта установок стрельбы в реальном времени для САУ 2С31 и 2С19М1. А к началу 2008 г. самоходные гаубицы 2С19М1 были приняты на вооружение и начали поступать на вооружение РВиА ВС России. Стоимость модернизированной САУ 2С19М1 составляет около 3 млн долларов.
Помимо основного варианта, предназначенного для ВС России, на Уральском заводе транспортного машиностроения совместно с Мотовилихинскими заводами был разработан экспортный вариант САУ 2С19М1, получивший неофициальное наименование 2С19М1—155, предназначенный для потенциальных иностранных заказчиков, имеющих на вооружении снаряды калибра 155 мм.