1942年以降ドイツ軍戦車の重装甲化によって、M10対戦車自走砲の主砲である3インチ（76.2mm）戦車砲M7が威力不足になってしまったため、アメリカ陸軍はより強力な砲を搭載する自走砲の開発に迫られた。
しかし、車載に適当な砲は90mm高射砲M1ぐらいしか無かったため、アメリカ陸軍は1942年10月にこの砲を搭載する自走砲の開発計画をスタートさせた。

本車は、先に開発されたM10対戦車自走砲をベースに開発が進められたが、1942年末までメリーランド州のアバディーン車両試験場で実施された試験の結果、M10対戦車自走砲の砲塔のままでは90mm砲の搭載に問題があることが判明したため、動力旋回装置を備えた90mm砲用の新型砲塔の設計が、1943年3月にミシガン州ディアボーンのフォード自動車の手で始められた。
同年12月には新型砲塔を搭載した試作車が完成し、「T71」の試作呼称が与えられた。

T71対戦車自走砲は、90mm砲射撃時の衝撃に耐え得る大型のオープントップ式全周旋回砲塔を搭載しており、その砲塔後部には平衡錘代わりの大型弾薬庫を設置していた。
車体には、M10対戦車自走砲のガソリン・エンジン搭載型であるM10A1対戦車自走砲のものが流用された。
試験結果が良好だったため、T71対戦車自走砲は早くも制式採用前に500両の限定発注が行われる運びとなった。

本車の生産は1944年4月より開始され、ノルマンディー上陸作戦が開始された同年6月に「M36 90mm自走加農砲」（90mm Gun Motor Carriage M36）として制式化された。
M36対戦車自走砲に搭載された50口径90mm戦車砲M3は、90mm高射砲M1を戦車砲に改修したもので、M4砲架を介して取り付けられていた。

この砲は、将来的には重戦車への搭載も予定したものだった（後にM26パーシング重戦車に搭載）。
APCBC（風帽付被帽徹甲弾）を使用した場合砲口初速884m/秒、射距離1,000ヤード（914m）で130mm、2,000ヤードで111mm、HVAP（高速徹甲弾）を使用した場合砲口初速1,204m/秒、射距離1,000ヤードで192mm、2,000ヤードで161mmのRHA（均質圧延装甲板）を貫徹することが可能で、ドイツ陸軍の新鋭戦車パンターの前面装甲も射距離600m前後で打ち破ることができた。

本戦車砲は事実上、当時の連合軍が持つ中では最強のものといえた。
M36対戦車自走砲は1944年8月から戦線に姿を現し、ドイツ軍戦車に対して数的には圧倒的に優勢でも、性能面では劣勢であった連合軍戦車部隊の力強い助っ人として高い評価を受けた。

ノルマンディー上陸作戦以降の6カ月間で、M36対戦車自走砲を装備する39個の戦車駆逐大隊の戦果を総合すると、車両（戦車含む）1,500両、火砲（対戦車砲含む）684門、機関銃陣地614、掩蓋陣地668、航空機18機を破壊し、40,000名以上の捕虜を得ている。
しかしM10対戦車自走砲でも同様であったが、戦車に比べて装甲防御力が貧弱であるにも関わらず、その強力な主砲のために自走砲としてより戦車と同様に使われることも多く、そのために撃破されることも多かった。

また砲塔がオープントップ式であるため、例え実際には貫徹力の無い小銃弾や榴弾片の命中・擦過であっても、その音響が戦闘室内に回折し、かつ土石が降り注ぐことにより、操砲員の精神集中や士気に悪影響を及ぼす大きなデメリットがあった。
このため後の問題についてはとりあえず、周囲視察の可能な装甲天井を設けることで改善が図られることになった。

M36対戦車自走砲は1944年に1,213両、1945年に200両の合計1,413両がミシガン州のグランドブランク工廠、ニューヨーク州スケネクタディのALCO社（American Locomotive Company：アメリカ機関車製作所）、カナダ･オンタリオ州ニューカースルのマッシー・ハリス社、カナダ・ケベック州のMLW社（Montreal Locomotive Works：モントリオール機関車製作所）の4社で生産されているが、この内413両はM10A1対戦車自走砲の砲塔を換装したもので、300両はM10対戦車自走砲から改修したものであった。

それ以外にもベース車体の不足を補うために、M4A3中戦車の車体にM36対戦車自走砲の砲塔を搭載する折吏型が作られ、「M36B1 90mm自走加農砲」（90mm Gun Motor Carriage M36B1）の制式呼称で、1944年10〜12月にかけてグランドブランク工廠で187両が生産された。

さらに、余剰となったM10対戦車自走砲の車体にM36対戦車自走砲の砲塔を搭載したものが、「M36B2 90mm自走加農砲」（90mm Gun Motor Carriage M36B2）の制式呼称で、1945年5〜12月にかけてALCO社とMLW社の2社で合計724両作られており、シリーズの総生産数は2,324両に達する。
後期生産車では接地圧を低減するために、履帯の両端にエンド・コネクターが取り付けられた。
なお、兵士たちはしばしばM36対戦車自走砲を指し「ジャクソン」、「スラッガー」の愛称で呼んでいた。

M36対戦車自走砲は第2次世界大戦終結後も、1950〜53年の朝鮮戦争までアメリカ陸軍機甲部隊の制式装備として活用された他、1940年代にフランスに供与され、1946〜54年のインドシナ戦争に投入されている。
また日本も、国産MBT（後の61式戦車）開発の参考用としてアメリカから1両の供与を受け、90mm戦車砲の操砲、射撃実験に用いられた（これが当時、国産MBTに76.2mm戦車砲を搭載するか、90mm戦車砲を搭載するかを巡って戦わされていた論争に決着を付けるものとなったと伝えられている）。