Новые мощные 85-мм и 95-мм танковые пушки начали разрабатываться уже летом 1940 года в КБ завода № 92. Осенью того же года они прошли испытания в башне танка Т-28. В конце 1940 года то же КБ спроектировало 76-мм танковую пушку Ф-27, имевшую баллистику 76-мм зенитного орудия 3К (начальная скорость 813 м/с). Пушка Ф-27 успешно прошла испытания, однако в связи с развёртыванием работ по танку КВ-3 все работы по этой артсистеме были прекращены.

Танк КВ-1 с пушкой Ф-32 и броневыми экранами на башне. Ленинградский фронт, 1941 год.

Помимо модернизации артиллерийского вооружения планом работ на 1941 год предусматривалось улучшение конструкции ряда узлов и агрегатов КВ. В документах Кировского завода этот проект проходит как объект 222. Он представлял собой танк КВ-1 с 90-мм бронёй корпуса и башни, командирской башенкой, новыми смотровым прибором механика-водителя и механизмом поворота башни, планетарной коробкой передач, радиостанцией 10-Р и другими модернизированными агрегатами. Некоторые из этих новинок в конце апреля 1941 года были установлены и испытаны в штатном корпусе танка КВ-1. Запуск в производство новых агрегатов предполагался в мае — августе. Но уже 25 мая главный инженер Кировского завода сообщил в Наркомат тяжёлого машиностроения, что «в связи с переходом танкового производства… на новый тип машины КВ-3, просим из предложенного вами на 1941 год плана оборонных работ исключить следующие, относящиеся к танку КВ, который через три месяца снимается с производства нашего завода:

1. командирская смотровая башенка с круговым обзором;

2. смотровой прибор для водителя танка КВ с горизонтальным обзором в 120° и вертикальным в 250°, с механической очисткой от снега;

3. поворотный механизм башни танка КВ, обеспечивающий поворот башни от мотора при кренах танка до 20° и поворот от руки при усилии не более 10 кг. Скорость поворота башни — 2 об/мин (при вращении от мотора);

4. планетарная трансмиссия в существующих габаритах танка с гарантийным сроком работы до 3000 км».

Таким образом, за месяц до начала войны все работы, связанные с устранением недостатков танков КВ, были свёрнуты, так и не начавшись. Вот так несостоявшийся и, по большому счёту, совершенно не нужный Красной Армии супертанк КВ-3 «переехал» столь необходимую модернизацию серийных КВ.

Танк КВ-1 с 76-мм пушкой Ф-34 на испытаниях. Февраль 1941 года.

Что же касается Челябинского тракторного завода, то ещё в июне 1940 года Кировский завод должен был передать туда один танк КВ и техническую документацию на него, а к августу — и всю технологическую документацию. Кроме того, кировцы обязаны были оказать помощь специалистами, а также организовать производство бронекорпусов на заводе № 78 в Челябинске. Выполнено всё это было только к началу октября, а потому и производство КВ на ЧТЗ до конца 1940 года так и не было развёрнуто. Первую опытную сборку танка КВ на ЧТЗ произвели 31 декабря того же года. Тогда же началось строительство специального танкового цеха, завершить которое до начала войны не успели. Во многом по этой причине к 1 июня 1941 года ЧТЗ изготовил только 25 танков КВ. Всего же усилиями двух заводов к этой дате было выпущено 423 танка КВ-1 и 213 — КВ-2 (из них 46 с «большой башней»).

Уже через четыре дня после нападения Германии на СССР, 26 июня 1941 г., вышел приказ № 25Зсс по Наркомату тяжёлого машиностроения, в котором говорилось:

Танк КВ-1 выпуска 1941 года. Эта машина изготовлена на ЧТЗ, о чём можно судить, например, по двум цилиндрическим топливным бакам на надгусеничной полке.

С 1 июля прекратилось производство танка КВ-2, в этом же месяце поступили в производство усиленные опорные катки и упрощённая башня для КВ-1. Конструкция последней была пересмотрена, часть гнутых деталей заменили прямыми, а также сократили общую длину башни. Штампованные опорные катки заменили литыми, а опорные катки с внутренней амортизацией из-за острого дефицита резины — цельнолитыми. Торсионные валы изготавливались из прокатных заготовок. Отмена ковки при производстве торсионных валов позволила на существовавшем оборудовании увеличить их выпуск в 4–5 раз.

Для укомплектования СКБ-2 инженерами дирекция Кировского завода передала в его состав специалистов СКБ-1 (всего 80 человек), которые до войны занимались проектированием газовых турбин. Всё это позволило значительно быстрее, чем в мирное время, решать многие проблемы, и к середине июля довести выпуск танков КВ до 10 машин в сутки.

В июле 1941 года прекратились поставки дизеля В-2К с харьковского моторного завода № 75, приступившего к эвакуации на Урал. В течение трёх суток конструкторами СКБ-2 была проработана возможность установки в танки КВ-1 карбюраторных двигателей М-17Т, имевшихся на складах Ленинградского фронта. В механосборочном цехе МХ-2 изготовили опытный образец танка, который успешно прошёл заводские испытания. В сентябре 1941 года на ЛКЗ было выпущено 37 танков с карбюраторными двигателями.

В конце июля и начале августа 1941 года вследствие сильной перегрузки кузнечных цехов завода и невозможности из-за этого обеспечить выпуск достаточного количества кованых траков на ЛКЗ развернули работы по изготовлению и испытанию литых траков. В октябре 1941 года из-за необходимости эвакуации кузнечного оборудования на Урал литые траки для танка КВ-1 были пущены в массовое производство.

Танк КВ-1 с упрощённой башней, изготовленный на Кировском заводе в Ленинграде осенью 1941 года.