Первые самоходно-артиллерийские бригады СУ-100 были отправлены на фронт в начале февраля 1945 года: 207-я и 209-я — на 2-й Украинский, а 208-я — на 3-й Украинский фронт. В целом, из-за сравнительно позднего появления, применение СУ-100 на большинстве участков фронта носило ограниченный характер. Наиболее массово СУ-100 были применены в ходе Балатонской операции, когда они были использованы при отражении контратаки 6-й танковой армии СС 6—16 марта 1945 года. При этом были задействованы 207-я, 208-я и 209-я самоходно-артиллерийские бригады, а также несколько отдельных самоходно-артиллерийских полков СУ-100. Так, в течение 10 марта, отражая контратаку сил противника, существенный урон ему нанесли экипажи 1951-го и 1953-го полков. СУ-100 командира батареи старшего лейтенанта А. Кочерги, а также боевые машины младших лейтенантов Ворожбицкого и Самарина, подбили и сожгли по три немецких танка и САУ. На другом участке фронта батарея 1952-го полка под командованием капитана Васильева подбила три тяжёлых танка Pz.Kpfw.VI Ausf.B «Королевский тигр», не понеся собственных потерь. В тот же день 1953-й полк был передан 5-му кавалерийскому корпусу и получил задачу организовать засаду и уничтожить немецкие войска, пытавшиеся прорваться из окружения в районе Шимонторниа. Замаскировав свои машины в лесу, через который готовились провести атаку немцы, экипажи организовали скрытые огневые позиции. Утром 11 марта в атаку пошли 14 немецких танков, включая тяжёлые. По сигналу САУ вышли на позиции и внезапно открыли огонь с дистанции 1500 метров. Несмотря на большое расстояние, немцы потеряли сразу три танка и вынуждены были прекратить атаку. Батарея при этом израсходовала 6 унитарных выстрелов. СУ-100 в ходе операции сыграли значительную роль в отражении германских танковых атак и показали себя высокоэффективным средством в борьбе с германской тяжёлой бронетехникой, включая и тяжёлые танки «Тигр II»