На танке установили 130-мм пушку С-26 с новым щелевым дульным тормозом. Высокая скорострельность (6—8 выстр./мин) обеспечивалась применением механизма заряжания. На ИС-7 размещалось 7 пулеметов: один — 14,5-мм и шесть 7,62-мм. Силами лаборатории Отдела главного конструктора Кировского завода был изготовлен дистанционный синхронно-следящий электропривод пулеметной установки с использованием отдельных элементов аппаратуры с иностранной техники. Изготовленный образец турельной установки двух 7,62-мм пулеметов был смонтирован на корме башни опытного танка и прошел испытания, обеспечив высокую маневренность пулеметного огня.
Кроме двух опытных танков, собранных на Кировском заводе и проходивших ходовые испытания в конце 1946 —начале 1947 годов, на Ижорском заводе изготовили еще два броневых корпуса и две башни. Эти корпуса и башни испытывались обстрелом из орудий калибра 88, 122 и 128 мм на НИБТПолигоне ГАБ- ТУ в Кубинке. Результаты испытаний легли в основу окончательного варианта бронирования нового танка.
В течение 1947 года в КБ Кировского завода шла интенсивная работа по созданию проекта улучшенного варианта танка ИС-7. Проект многое сохранил от своего предшественника, но вместе с тем в него было внесено немало существенных изменений. Корпус стал немного шире, а башня — более приплюснутой. ИС-7 получил гнутые борта корпуса, предложенные конструктором Г.Н.Москвиным. Было усилено вооружение — машина получила новую 130-мм пушку С-70 с длиной ствола 54 калибра. Ее снаряд массой 33,4 кг покидал ствол с начальной скоростью 900 м/с. Новинкой для своего времени стала система управления огнем.
Прибор управления огнем обеспечивал наведение стабилизированной призмы на цель независимо от пушки, автоматическое приведение пушки к стабилизированной линии прицеливания при выстреле и автоматическое производство выстрела.
Разработка чертежей прибора осуществлялась КБ Кировского завода при консультации НИИ № 49, а завод № 212 Минсудпрома изготовил три образца прибора, один из которых проходил испытания и отладку в морском НИИ № 1.
Танк имел 8 пулеметов, из них два — КПВ калибра 14,5 мм. Один крупнокалиберный и два РП-46 калибра 7,62 мм (модернизированный послевоенный вариант пулемета ДТ) были установлены в маске пушки. Еще два РП-46 находились на надгусеничных полках, два других, повернутых назад, крепились снаружи по бортам кормовой части башни. Все пулеметы с дистанционным управлением. На крыше башни на специальной штанге устанавливался второй крупнокалиберный пулемет, оснащенный опробованным на первом опытном танке синхронно-следящим дистанционным электроприводом наведения, позволявшим вести огонь как по воздушным, так и по наземным целям без выхода из танка.
В целях повышения огневой мощи конструкторами Кировского завода в инициативном порядке разрабатывался строенный вариант (1x14,5 мм и 2x7,62 мм) зенитной пулеметной установки.
Боекомплект состоял из 30 выстрелов раздельного заряжания, 400 патронов калибра 14,5 мм и 2500 — 7,62 мм.
Для первых образцов ИС-7 совместно с НИИ артиллерийского вооружения разработали и изготовили в металле механизм заряжания с пневматическим приводом (25 атм.), имевший большие габариты.
Для нового танка на Кировском заводе разработали механизм заряжания по типу морских установок, имевший электропривод и малые габариты, что совместно с результатами испытаний башни обстрелом и-эамечаний комиссии ГАБТУ позволило создать более рациональную по снарядостойкости башню.
Экипаж танка состоял из пяти человек, причем четверо размещались в башне.
Командир — справа от орудия, наводчик—слева и два заряжающих сзади. Заряжающие управляли пулеметами, расположенными в корме башни, на надгусеничных полках и крупнокалиберным на зенитной установке.
В качестве силовой установки на новом варианте ИС-7 использовался серийный морской 12-цилиндровый дизель М-50Т мощностью 1050 л.с. при 1850 об/мин.
Для охлаждения двигателя впервые в отечественном танкостроении использовались эжекторы, изготовленные из фрезерованных броневых листов. Причем пять разных моделей эжекторов проходили предварительные испытания на стендах.
На танке был установлен инерционный сухой матерчатый воздушный фильтр с двумя ступенями очистки и автоматическим удалением пыли из бункера с использованием энергии выхлопных газов.
Емкость мягких топливных баков, изготовленных из специальной ткани и выдерживавших давление до 0,5 атм., была доведена до 1300 л.
На новом танке был установлен вариант трансмиссии, разработанный в 1946 году совместно с МВТУ им.Баумана.