В соответствии с постановлением Комитета Обороны СССР в конце 1938 года на Кировском заводе в Ленинграде началось проектирование нового тяжелого танка с противоснарядным бронированием, получившего название СМК («Сергей Миронович Киров»). Разработкой еще одного тяжелого танка, названного Т-100, занимался Ленинградский завод опытного машиностроения имени Кирова – № 185.
       Ведущим конструктором танка СМК был А.С.Ермолаев. Первоначальным проектом предусматривалось создание трехбашенной машины, при этом ее масса достигала 55 т. В процессе работы от одной башни отказались, а сэкономленный вес направили на утолщение брони. Параллельно с СМК группа дипломников Военной академии механизации и моторизации имени Сталина, проходивших практику на Кировском заводе, разработала проект однобашенного тяжелого танка КВ («Клим Ворошилов»). По сути дела, КВ представлял собой уменьшенный по длине на два опорных катка СМК с одной башней и дизельным двигателем.
       В августе 1939 года танки СМК и КВ изготовили в металле. В конце сентября оба танка приняли участие в показе новых образцов бронетанковой техники на НИБТ Полигоне в подмосковной Кубинке, а 19 декабря тяжелый танк КВ был принят на вооружение Красной Армии.
       Несколько ранее опытные тяжелые танки придали 20-й танковой бригаде, участвовавшей в боях на Карельском перешейке. Первый бой они приняли 17 декабря при попытке прорыва Хоттиненского укрепрайона «линии Маннергейма». При этом танк СМК подорвался на мине и был оставлен экипажем.
       Танк КВ показал себя с лучшей стороны, однако очень быстро выяснилось, что 76-мм пушка Л-11 слаба для борьбы с дотами. Поэтому в сжатые сроки разработали и построили танк КВ-2 с башней увеличенного размера, вооруженный 152-мм гаубицей М-10. К 5 марта 1940 года три КВ-2 были отправлены на фронт.
       Фактически серийное производство танков КВ-1 и КВ-2 началось в феврале 1940-го на Ленинградском Кировском заводе. В соответствии с постановлением СНК СССР и ЦК ВКП (б) от 19 июня к выпуску КВ должен был подключиться Челябинский тракторный завод (ЧТЗ). 31 декабря произвели опытную сборку первого КВ уральского производства. Одновременно в Челябинске началось строительство специального корпуса для сборки тяжелых танков. Следует отметить, что, начиная с ноября, в танк КВ-1 вместо пушки Л-11 начали устанавливать 76-мм пушку Ф-32 производства Горьковского завода № 92.
Планом опытных работ на 1940 год предусматривалось создание новых образцов танка КВ. Так, к 1 ноября предполагалось изготовить два КВ с броней 90 мм: один с пушкой Ф-32, другой – с пушкой 85 мм. К 1 декабря – два КВ с броней 100 мм и с аналогичным вооружением. Эти танки были построены и получили обозначение КВ-З (объекты 220, 221, 222). План производства на 1941 год предусматривал выпуск 1200 таких машин. Из них на Кировском заводе – 1000 (400 КВ-1, 100 КВ-2, 500 КВ-З) и 200 КВ-1 на ЧТЗ. Однако война внесла свои коррективы, в частности к производству КВ-З так и не приступили. Что же касается выпуска КВ-1 на ЧТЗ, то до 22 июня там собрали всего несколько танков. Всего же в 1940 году было построено 243 машины, а в первом полугодии 41 -го – 393.
       Корпус танка сваривался из катаных броневых листов. Башня изготавливалась в двух вариантах – сварном и литом. В свою очередь, сварных башен также было две – с прямоугольной и закругленной кормой. Максимальная толщина брони у сварных башен достигала 75 мм, у литых – 95 мм. В первый год войны толщину брони башни давали до 105 мм. На танках более раннего выпуска броневую защиту усиливали 25-мм экранами, которые крепились к корпусу и башне болтами (не совсем понятно, зачем это делалось – в 1941 году бронирование КВ-1 было и без того избыточным). На танках первых выпусков устанавливалась 76-мм пушка Л-11, затем Ф-32 того же калибра, а с осени 1941 года-76-мм пушка ЗИС-5. Кроме того, танк вооружался тремя пулеметами – спаренным, курсовым и кормовым. На части танков ставился и зенитный пулемет ДТ.
       Основное отличие танка КВ-2 состояло в установке новой башни больших размеров. Общая высота его достигла 3240 мм. В башне, в маске, закрытой снаружи броневым кожухом, располагались 152-мм танковая гаубица М-10 образца 1938/40 года и спаренный с ней пулемет ДТ. В ее задней части 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 – такие же, как и на КВ-1. Танк КВ-2 выпускался в ограниченном количестве и состоял в производстве в 1940 – 1941 годах. После начала Великой Отечественной войны его выпуск был прекращен.
В этот же период велись проектные разработки танков со 107-мм пушкой: КВ-4 (объект 224) и КВ-5 (объект 225), 152-мм самоходной установки (объект 212), ремонтно-эвакуационного тягача (объект 214) и танка-электротральщика (объект 218), в которых широко использовались узлы и агрегаты танков КВ-1 и КВ-2.
       Во втором полугодии 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, завод «Русский дизель» и другие. Из-за отсутствия дизелей В-2 танки КВ-1, так же как и Т-34, некоторое время выпускались с бензиновыми двигателями.
       Однако в условиях блокады продолжать выпуск танков было невозможно. Поэтому с июля по декабрь в несколько этапов проводилась эвакуация завода из Ленинграда в Челябинск. 6 октября Челябинский тракторный был переименован в Кировский завод Наркомтанкопрома – ЧКЗ, ставший единственным заводом – изготовителем тяжелых танков вплоть до конца Великой Отечественной войны.
       В 1942 году танк КВ-1 сменили в производстве на модернизированный вариант – КВ-1с («с» – скоростной). Масса танка была снижена 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, обеспечивавшая восемь передач вперед и две назад.
       КВ-1с приняли на вооружение 20 августа 1942 года. С сентября 1943 года в войска начал поступать новый вариант КВ – «85».
       Его появлению предшествовала неудачная попытка установить 85-мм пушку в штатную башню танка КВ-1с. Для установки пушки такого калибра потребовалось создание новой литой башни больших размеров и расширение подбашенной коробки. Боекомплект 85-мм пушки Д-5Т составлял 70 выстрелов. Экипаж сократился до 4 человек (за счет стрелка-радиста). Курсовой пулемет был жестко закреплен в лобовом листе корпуса – огонь из него вел механик-водитель. Силовая установка, трансмиссия и ходовая часть оставались полностью унифицированными с танком КВ-1с.
       В 1942 году на базе КВ-1 построили 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 создали и танк КВ-9, вооруженный 122-мм гаубицей У-11.
       В 1942- 1944 годах в серийном производстве состояла самоходная артиллерийская установка СУ-152 (КВ-14), построенная на базе танка КВ-1с и вооруженная 152-мм гаубицей-пушкой МЛ-20. На базе танков КВ-1, а затем и КВ-1с с апреля 1942 года выпускался огнеметный танк К.В-8. Корпус остался без изменений, в башне же вместо 76-мм пушки установили 45-мм образца 1934 года с маскировочным кожухом, воспроизводящим внешние очертания 76-мм пушки. Боекомплект пушки состоял из 88 выстрелов. Рядом с пулеметом, спаренным с пушкой, устанавливался огнемет АТО-41. На танке КВ-8 на базе КВ-1с спаренный пулемет был изъят. За период с 1940 по 1943 год Ленинградский Кировский и Челябинский Кировский заводы выпустил 4775 танков КВ всех модификаций. Они состояли на вооружении танковых бригад смешанной организации, а затем были сведены в отдельные танковые полки прорыва. КВ принимали участие в боевых действиях Великой Отечественной войны вплоть до ее завершающей этапа.