Принята на вооружение в 1975 году и поступала на оснащение артиллерийских бригад особой мощности. При разработке ходовой части использовалось шасси танка Т-80. Находится на вооружении в России, некоторых странах бывшего СССР, а также в Польше и бывшей Чехословакии.

Бронированный корпус машины имеет необычную форму. Кабина экипажа вынесена далеко вперед. Помимо своего основного назначения она служит также противовесом орудийной установке. В кабине размещаются командир установки, наводчик и механик-водитель. Позади кабины установлен четырехтактный V-образный дизельный двигатель В-46-1 с коробкой передач. В средней части машины размещено отделение расчета установки. Ведущие колеса — переднего расположения. Направляющие колеса размещены сзади и при стрельбе опускаются на грунт для придания дополнительной устойчивости самоходке. Для этой же цели используется и сошник, напоминающий по форме бульдозерный отвал. Он расположен в корме установки и приводится в рабочее положение с помощью гидравлических приводов.

Для автономного питания гидравлических и электрических систем на САУ помимо основного двигателя установлен дизель-агрегат.

Основное вооружение самоходки составляет 203-мм пушка 2А44, имеющая массу 14,6 т. Она расположена в кормовой части установки открыто. На орудии установлен поршневой затвор. Приводы наведения орудия — электрогидравлические и механические. Для наведения орудия используются как панорамный прицел для стрельбы с закрытых огневых позиций, так и оптический прицел для стрельбы прямой наводкой.

Боекомплект установки составляет 40 выстрелов раздельного заряжания со сгорающим картузом. Но только 4 из них (на САУ 2С7М — 8) перевозятся на установке и составляют неприкосновенный запас. Остальные выстрелы перевозятся автомобильным транспортом. Осколочно-фугасные снаряды массой 110 кг и длиной 1 метр переносятся для заряжания с помощью поворотного подъемного крана, размещенного справа на задней части корпуса.

В 1985 году установка была модернизирована и получила название 2С7М («Пион-М»). В ходе модернизации была повышена скорострельность с 1,5 до 2,5 выстрелов в минуту, увеличен возимый боекомплект с 4 до 8 выстрелов, установлена аппаратура приема и отображения данных для стрельбы.

2С7М является на сегодняшний день самой мощной артиллерийской самоходной установкой в мире. Повышение возможностей этой боевой машины специалисты видят в разработке для нее высокоточных управляемых (или самонаводящихся), а также кассетных снарядов.