M108式105毫米自行榴彈炮雖然從1962年10月起開始生產，但是壹年後卻停止了生產。因為北約組織內部決定將裝甲部隊的火炮標準口徑訂為155毫米，所以制造105毫米的火炮，實際上經濟效益並不高。
十年後，日本的74式105毫米自行榴彈炮也遭遇到上述情形，而美國則將淘汰的M108轉供比利時、西班牙及巴西等國使用。
M108被淘汰後，美國自行炮生產的重點放在M109式155毫米自行榴彈炮上。這種自行炮重量有23.8噸，155毫米榴彈炮裝在可以回轉360度的密閉式炮塔裏，這種裝置具有劃時代的意義。這種自行炮在美國陸軍中已經成為裝甲師炮兵部隊的主要裝備：除了美軍自用外，還供給北約組織者諸國和許多西方國家的陸軍。M109的生產時期與M108相同。在20世紀70年代中葉，這種自行炮的生產已超過3000輛，現在仍然繼續在生產。使用的國家已超過20個以上。
M109經過多次的改進，衍生出許多不同的姊妹產品，改進後的自行炮不但射程加大，發射速度也提高了很多。這兩項改革正符合現代化戰爭的需求。
1964年，德國陸軍指定萊茵美搭爾公司改進M109車輛上的M108炮，使射程由14700米增大為18000米，而且使每分鐘3發的發射速度增加為每分鐘6發。M109改進後稱為M109G，除了德國裝備586輛外，意大利陸軍也訂購了205輛。
美國陸軍受到德國改進自行炮的刺激，也獨自著手自行炮射程的改進。改進的M109A1。炮管長度由原來的3.7米壹口氣增大為6.1米。M109A1在1972年開始生產，同時也將已有的M109改造為M109A1型。此炮射程與M109G同為18000米。如若使用火箭增程彈，射程可達24000米。
此外，美國也發展M109A2，這是M109加上消坐後座力裝置所完成的，不但能使用裝有射段—8的M203，也可以使車內發射的炮彈增加22發，其射程為22500米，若使用火箭增程彈則可達到現代戰爭所要求的30000米射程。現有的M102A2加以相同的改進，稱為M109A3。除此之外，各國陸軍也有許多自己改進的自行炮，例如瑞士陸軍改進的稱為M109S，以色列陸軍改進的稱為M109。
第四代自行炮所用的車體中，第二種型號的M107和M109，長久以來壹直被並行使用。其理由是因為M107型裝載加農炮，而M110裝載的是榴彈炮，二種車體所裝載的火炮不同，所以能同時長久存在。M107是繼承第二次世界大戰中M40的自行火炮。該炮具有60口徑的長炮管，射程32000米，號稱西方世界射程最遠的壹種火炮。
這種長射程火炮在越南戰場上非常活躍，因而獲得美國、西德、意大利諸國的采用。由於炮彈的發展和榴彈炮炮管的加長，使用系列的M110的射程也達到了30000米。1969年12月，美國陸軍淘汰了較落伍的M107。
M107與M110除炮管外，炮架以下構造幾乎相同，所以可輕易地將M107與M109改進為M110A1及A2。使用M107的某些國家，也采用了美國陸軍的方式進行改進。但也有些國家如以色列、伊朗、土耳其、希臘等國限於經濟的因素而繼續使用M107。
原來M110改造的結果變成26.4噸，比M107的28.2噸減輕了若幹。但是該炮只有25口徑，射程只能達到16800米。M110A1的M201炮身增長為4米40口徑，從1977年1月起，成為美軍的配備之壹。M110A1利用新式的M188彈藥(射段—8彈藥)使用最大射程高達26000米。
但是這種射程仍然無法達到現代戰爭所要求的30公裏射程。從1978年起，部隊配備的M110A2，加裝了炮口制退器。並且使用火力更強的M188A1(射段—9彈藥)以達到現代戰爭所要求的射程。日本陸上自衛隊所采用的203毫米自行榴彈炮也是這種遠射程的改進自行炮。除了使用M650E5火箭增程彈能達到29100米的最大射程外，也可以發射M711榴彈、M509子母彈、M736化學彈、M753火箭推進式核炮彈等新式的炮彈。