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 KB («Клим Ворошилов»). По сути дела, KB представлял собой уменьшенный по длине на два опорных катка СМК с одной башней и дизельным двигателем.
В августе 1939 года танки СМК и KB изготовили в металле. В конце сентября оба танка приняли участие в показе новых образцов бронетанковой техники на НИБТПолигоне в подмосковной Кубинке, а 19 декабря тяжелый танк KB 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 KB 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 года на Ленинградском Кировском заводе. В соответствии с постановлением СНК СССР и ЦК ВКП (б) от 19 июня к выпуску KB должен был подключиться и Челябинский тракторный завод (ЧТЗ). 31 декабря была произведена опытная сборка первого KB 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 KB с бронированием толщиной в 90 мм: один с пушкой Ф-32, другой — с 85-мм пушкой, а к 1 декабря — два KB со 100-мм броней и аналогичным вооружением. Эти танки были построены и получили обозначение КВ-3 (объекты 220, 221, 222).
План производства на 1941 год предусматривал выпуск 1200 таких машин. Из них 1000 (400 КВ-1, 100 КВ-2, 500 КВ-3) на Кировском заводе и 200 КВ-1 на ЧТЗ. Однако война внесла свои коррективы, в частности, к производству КВ-3 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 1941 года — 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 довели 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 прицел 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 были такие же, как и на КВ-1. Танк КВ-2 выпускался в ограниченном количестве и находился в производстве в 1940-1941 годах. После начала Великой Отечественной войны его выпуск был прекращен.
В этот же период велись проектные разработки танков КВ-4 (объект 224) и КВ-5 (объект 225) со 107-мм пушкой, 152-мм самоходной артиллерийской 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 Кировского 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 вместо танка КВ-1 начали производить его 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 (гусеницу сузили до 608 мм), а также уменьшения габаритных размеров башни. Литая башня приобрела новую обтекаемую форму и командирскую башенку. Вооружение осталось прежним. Боекомплект сначала состоял из 94 выстрелов, позднее его удалось довести до 114 выстрелов. 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 танка — КВ-85.
Его появлению предшествовала неудачная попытка установить 85-мм пушку в штатную башню танка KB-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: один с двумя пушками ЗИС-5 и другой с тремя пушками — одной ЗИС-5 и двумя 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 серийно производилась 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 КВ-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 ее состоял из 88 выстрелов. Рядом с пулеметом, спаренным с пушкой, устанавливался огнемет АТО-41. На танке КВ-8, базой для которого служил КВ-1с, спаренный пулемет был изъят.
Следует заметить, что сам по себе танк KB — машина довольно противоречивой судьбы. Как это ни парадоксально звучит, но в 1941 году этот танк был не нужен — у него просто не было достойного противника. Никаких явных боевых преимуществ перед средним Т-34, за исключением более толстой брони, он не имел. Вооружение было таким же, а маневренность хуже, чем у «тридцатьчетверки». Танкисты не очень любили эту машину: KB мог вдрызг разбить любую дорогу (колесная техника идти за ним уже не могла), его не мог выдержать практически ни один мост, за исключением капитальных каменных. Но самым главным недостатком были крайне ненадежные в работе главный фрикцион, коробка передач, бортовые фрикционы и малоэффективный воздухоочиститель. Словом, трансмиссия танка оставляла желать лучшего, выход ее из строя был массовым явлением.
Как уже упоминалось, часть недостатков трансмиссии была устранена на КВ-1с. Однако на этой модификации в погоне за маневренностью уменьшили толщину брони, и по своим боевым свойствам тяжелый KB еще больше приблизился к средним танкам.
Таким образом, единственным оправданием выпуска KB в 1941-1942 годах параллельно с Т-34 могла бы быть только более мощная пушка, например 85-мм. Но этого сделано не было по той причине, что в тот период пушка калибра 76 мм вполне справлялась со всеми образцами бронетанковой техники противника.
Танк того же класса, что и KB — «Тигр» — появился у немцев только в конце 1942 года. И тут судьба сыграла с KB вторую злую шутку: он моментально устарел. KB был просто бессилен против «Тигра» с его «длинной лапой» — 88-мм пушкой с длиной ствола в 56 калибров. «Тигр» мог поражать KB на дистанциях, запредельных для последнего. И это не замедлило сказаться в бою. Так, например, 12 февраля 1943 года во время одного из боев по прорыву блокады Ленинграда три «Тигра» из 1-й-роты 502-го тяжелого танкового батальона уничтожили 10 танков КВ. При этом немцы потерь не имели.
Несколько сгладить ситуацию позволило появление КВ-85. Но эти машины были освоены с опозданием, выпущено было их немного, и внести существенный вклад в борьбу с немецкими тяжелыми танками они не смогли. Более серьезным противником для «Тигров» мог стать КВ-122 — серийный КВ-85, вооруженный в опытном порядке 122-мм пушкой Д-25Т. Но в это время цеха ЧКЗ уже начали покидать первые танки серии ИС. Эти машины, на первый взгляд продолжавшие линию KB, были совершенно новыми танками, которые по своим боевым качествам далеко превосходили тяжелые танки противника.
За период с 1940 по 1943 год Ленинградский Кировский и Челябинский Кировский заводы выпустили 4775 танков KB всех модификаций. Они состояли на вооружении танковых бригад смешанной организации, а затем были сведены в отдельные танковые полки прорыва. Тяжелые танки KB принимали участие в боевых действиях Великой Отечественной войны вплоть до ее завершающего этапа.