Максимальная скорость танка достигала 34 км/ч, а запас хода по шоссе — 250 км.

На КВ-1 устанавливалась радиостанция 71-ТК-3 (позже — 10Р) и танковое переговорное устройство ТПУ-4бис.

Боевая масса танка составляла 47,5 т, экипаж состоял из 5 человек.

Серийный танк КВ-1 со сварной башней и пушкой Л-11. 1940 год

Основное отличие танка КВ-2 заключалось в установке новой башни больших размеров. Общая высота машины достигла 3240 мм. В башне, в маске закрытой снаружи броневым кожухом, были установлены 152-мм танковая гаубица М-10 обр. 1938/40 года и спаренный с ней пулемет ДТ. В корме башни имелась дверца, рядом с которой в шаровой опоре размещался еще один ДТ. На танке сохранился также и курсовой пулемет в лобовом листе корпуса. Для стрельбы использовались телескопический прицел ТОД-9, перископический — ПТ-9 и командирская панорама ПТ-К. Боекомплект состоял из 36 выстрелов раздельного заряжания и 3087 патронов. Силовая установка, силовая передача, ходовая часть, электро- и радиооборудование остались такими же, как и на КВ-1. Танк КВ-2 был выпущен в ограниченном количестве, а после начала Великой Отечественной войны с 1 июля 1941 года его производство прекратили.

Во второй половине 1941 года выпуск танков на Кировском заводе существенно возрос. К производству многих узлов и агрегатов подключились такие крупные ленинградские предприятия, как Ижорский и Металлический заводы и другие. В связи с постоянно ухудшавшейся обстановкой на Северо-Западном фронте, начиная с июля 1941 года в несколько этапов проводилась эвакуация людей и оборудования из Ленинграда в Челябинск. После захвата немцами Красного Села вражеская артиллерия получила возможность обстреливать Кировский завод, поэтому сборку и ремонт танков перенесли в более безопасное место — на Выборгскую сторону на завод им. Сталина. В конце сентября Ижорский завод прекратил изготовление бронекорпусов и башен — линия фронта прошла в непосредственной близости от этого предприятия. 18 октября 1941 года в Ленинграде был собран последний танк КВ. Всего же за 1941 год Кировский завод выпустил 885 танков КВ.

6 октября 1941 года Челябинский тракторный завод был переименован в Кировский завод Наркомтанкопрома в Челябинске (ЧКЗ). Этот завод, прозванный в народе «Танкоградом» стал главным производителем тяжелых танков и САУ вплоть до конца Великой Отечественной войны.

Опытный танк КВ с «большой башней» и 152-мм гаубицей. 1940 год

Из-за нехватки дизельных двигателей В-2, единственным изготовителем которых был завод № 75 в Харькове, танки КВ-1, так же как и Т-34, какое-то время выпускались с бензиновыми моторами М-17.

В 1942 году К В-1 был сменен в производстве модернизированным вариантом — КВ-1с («с» — скоростной). Массу танка снизили до 42,5 т за счет уменьшения толщины броневых листов корпуса, массы агрегатов силовой передачи и ходовой части (гусеница сужена до 608 мм), а также уменьшения габаритных размеров башни. Башня литая, новой обтекаемой формы, с командирской башенкой. Вооружение осталось прежним. Боекомплект сначала состоял из 94 выстрелов, позднее его удалось довести до 114. На КВ-1с была установлена и новая коробка передач с демультипликатором, сконструированная Н. Ф. Шашмуриным и обеспечивавшая восемь передач вперед и две назад, а кроме того, новый главный фрикцион и усовершенствованные бортовые передачи. КВ-1с был принят на вооружение 20 августа 1942 года. С сентября 1943 года в войска начал поступать новый вариант — КВ-85.

Его появлению предшествовала попытка установить 85-мм пушку в штатную башню КВ-1с. Однако, для установки пушки такого калибра потребовалось создание новой литой башни больших размеров и расширение подбашенной коробки. Боекомплект 85-мм пушки Д-5Т конструкции Ф. Ф. Петрова составлял 70 выстрелов. Экипаж танка сократился до 4 человек за счет удаления стрелка-радиста. Курсовой пулемет был жестко закреплен в лобовом листе корпуса — огонь из него вел механик-водитель. Силовая установка, трансмиссия и ходовая часть остались полностью унифицированными с танком КВ-1с.

Опытный танк КВ с «пониженной» башней и 152-мм гаубицей. 1940 год

В 1942 году на базе КВ-1 были построены опытные образцы самоходной артиллерийской установки КВ-7 с двумя пушками ЗИС-5 и тремя пушками — одной ЗИС-5 и двумя калибра 45 мм. По замыслу конструкторов удвоение и утроение вооружения должно было компенсировать недостаток танков в войсках. В опытном порядке был построен и танк КВ-9, вооруженный 122-мм гаубицей У-11.

На базе танков КВ-1, а затем и КВ-1с, с апреля 1942 года выпускался огнеметный танк КВ-8. Корпус остался без изменений, в башне же вместо 76-мм пушки установили 45-мм обр. 1934 года с маскировочным кожухом, воспроизводящим внешние очертания 76-мм пушки. Боекомплект 45-мм орудия состоял из 88 выстрелов. Рядом с пулеметом спаренным с пушкой, устанавливался огнемет АТО-41 (или АТО-42). На танке КВ-8 на базе КВ-1с спаренный пулемет был изъят.

С 1940 по 1943 год было выпущено 4775 танков КВ всех модификаций.

Хотя это на первый взгляд и кажется странным, но свое боевое крещение танк КВ получил еще не будучи принятым на вооружение. 30 ноября 1939 года началась советско-финская война. По решению военного совета Ленинградского военного округа опытные танки СМК, Т-100 и КВ были сняты с испытаний и отправлены на фронт — для проверки их в реальной боевой обстановке. Из них сформировали роту тяжелых танков и включили ее в состав 91-го танкового батальона 20-й тяжелой танковой бригады. При этом экипажи машин частично состояли из военных, а частично — из заводских специалистов.

Для проверки боевых качеств новых машин был выбран довольно трудный участок фронта. К нему танки выдвигались через Териоки (ныне Зеленогорск), далее прошли Райволу и вышли в район Бобошино, что недалеко от станции Перкиярви (ныне Кирилловское). Позиция противника проходила между озером Суммаярви и незамерзающим болотом Сунасуо. Финские доты на высотках были вооружены шведскими 37-мм противотанковыми пушками «Бофорс» и пулеметами. Перед ними стояли гранитные надолбы. Тяжелым танкам предстояло атаковать эти укрепления.

В своем первом бою 18 декабря 1939 года танк КВ проявил себя хорошо. Несмотря на многочисленные попадания, явных поражений брони он не имел. Правда, выстрелом из противотанкового орудия был прострелен ствол танковой пушки. Кроме этого, на корпусе насчитали следы 43 попаданий снарядов. От сотрясений отсоединился топливный насос, закрепленный двумя болтами. В целом же танк оставался вполне работоспособной машиной. Простреленную же пушку на следующий день заменили новой, привезенной с Кировского завода. Опытный КВ находился на передовой до начала января 1940 года. Правда, в боях танк больше не участвовал. 2 января машину вернули на завод, для использования в качестве образца при изготовлении установочной партии из 20 танков. При этом первые четыре машины должны были вооружаться 152-мм гаубицами для борьбы с финскими дотами и уничтожения противотанковых препятствий. До окончания боевых действий на фронт отправил и четыре танка со 152-мм гаубицами, которые свели в отдельную роту, придававшуюся 13-й легкотанковой и 20-й тяжелой танковой бригадам. Вспоминая об этих испытаниях, командир танка КВ «с большой башней» младший лейтенант З. Ф. Глушак из 20-й танковой бригады рассказывал: «Препятствия на „линии Маннергейма“ были сделаны основательно. Громадные гранитные надолбы стояли в три ряда. Чтобы проделать проход шириной 6–8 м, нам понадобилось лишь пять выстрелов бетонобойными снарядами. Пока взламывали надолбы, противник нас непрерывно обстреливал. Дот мы быстро засекли, а затем двумя выстрелами полностью разрушили его. Когда вышли из боя, насчитали на броне 48 вмятин, но ни одной пробоины…»