При подведении итогов Курской битвы осенью 1943 года выяснилось, что 122-мм орудие А-19 обеспечивало эффективное поражение немецкого танка «Тигр» на любой дистанции. Известный советский конструктор Жозеф Котин предложил рассмотреть вариант установки этого орудия на тяжёлый танк ИС в качестве альтернативы 85-мм пушке Д-5Т.
Единственным способом выполнить эту задачу в сжатые сроки была установка на А-19 дульного тормоза. Эта манипуляция позволяла без проведения большого объёма дополнительных конструкторских работ разместить пушку в уже существующей универсальной люльке. Военным идея с дульным тормозом не понравилась, потому что его использование облегчало обнаружение танка противником. А для пехоты, которой нередко доводилось перемещаться на броне танка, газы из дульного тормоза были опасны. Однако нарком танковой промышленности В. Малышев одобрил вариант танка ИС со 122-мм орудием, потому что иного способа быстро получить мощную пушку для тяжёлой машины не было.
Первоначально Д-25 имела поршневой затвор, впоследствии его заменили клиновым полуавтоматическим. Также были произведены другие доработки: замена дульного тормоза, усиление противооткатного механизма, увеличение боекомплекта до 30 выстрелов. После государственных испытаний в октябре 1943 года было решено принять на вооружение 122-мм пушку как достаточно мощную, чтобы не только эффективно уничтожать вражеские танки на больших дистанциях, но также успешно бороться с артиллерией и укреплёнными огневыми точками противника.
21 ноября из орудия Д-25Т с новым дульным тормозом был произведен обстрел корпуса танка «Пантера». 122-мм тупоголовый снаряд с расстояния в 1200 метров пробил 85-мм броневой лист. Но с учетом того, что этот корпус уже обстреливался, а танк до этого горел, результаты всё-таки сочли недостаточными и позднее новую пушку отстреляли уже по комплектным трофейным танкам. На основании результатов обстрела для Д-25Т был разработан новый бронебойный снаряд, который уже гарантированно обеспечивал пробитие на дистанции 1200–1300 метров.
Орудие Д-25Т было действительно мощным и эффективным. Его серьёзным недостатком была малая скорострельность из-за того, что для ведения огня применялись артиллерийские выстрелы раздельного заряжания. Тем не менее, как уже говорилось, другой приемлемой альтернативы у Красной армии на тот момент не было.
Танки ИС-2, вооружённые 122-мм пушкой, стали самыми мощными боевыми машинами, состоявшими на вооружении Красной армии. Ими вооружались тяжёлые полки прорыва, которые сразу при формировании получали звание гвардейских. Из-за способности ИС-2 пробивать броню немецкой боевой техники на больших дистанциях германское командование выпустило приказ избегать прямого боя с этими танками.
На основе орудия Д-25Т была разработана модификация Д-25С, которой вооружались самоходные установки ИСУ-122.