Но до августа 1938 г. договор на проектирование подписан не был, и в отсутствие финансирования заводы вели лишь предварительное эскизное проектирование. На заводе № 185 проектом танка Т-100 ("объект 100") занималась конструкторская группа под руководством ведущего инженера Э. Палея, на Кировском – проектирование танка СМК (Сергей Миронович Киров) вела группа ведущего инженера А. Ермолаева под общим руководством Ж. Котина. В КБ ХПЗ проект нового танка разрабатывала группа Е. Дикалова.
7 августа 1938 г. в постановлении Комитета Обороны при СНК СССР № 198сс упоминаются уже только танки Кировского завода СМК и завода № 185 им С. М. Кирова Т-100, которые должны быть изготовлены соответственно к 1 мая и 1 июня 1939 г. ХПЗ с трассы сошел.
Макетная комиссия под руководством инженера 1-го ранга Коробкова рассмотрела чертежи и макеты танков СМК 10 октября, а Т-100 днем позднее.
Тут же впервые отмечены особенности указанных танков, так как оба завода избрали не рекомендованную АБТУ подвеску по типу Т-35, а торсионную (Кировский завод) и балансирно-рессорную (завод им. С. М. Кирова). 9 декабря 1938 г. проекты новых танков рассматривались на заседании Политбюро ЦК ВКП (б) и Комитета Обороны. По окончании заседания для облегчения танков до 55 т число башен на них было сокращено до двух, а в январе 1939 г. начали изготовление опытных образцов указанных танков.
В конце апреля 1939 г. военпред Кировского завода подписал акт о соответствии изготовленного танка СМК заданию и разрешении проведения его заводских испытаний по программе, согласованной с АБТУ, и 30 апреля танк совершил первые пробежки по заводскому двору. Т-100 на заводе № 185 сдвинулся с места 1 июля.
В ночь с 31 июля на 1 августа 1939 г. начались полигонные испытания указанных танков. 23-25 сентября в Кубинке танки СМК, Т-100, А-20 и А-32 были показаны руководству HКО и членам правительства. Здесь присутствовали К. Ворошилов, А. Жданов, Н. Вознесенский, А. Микоян, Д. Павлов, И. Лихачев, В. Малышев и др. Но их ждал сюрприз. На сцену выступил третий танк. Однобашенный.
Еще в октябре 1938 г. в КБ Кировского завода, известное как СКБ-2, прибыла группа выпускников ВАММ им. Сталина для выполнения дипломного проекта. Им выпало осуществить проект однобашенного танка прорыва массой менее 50 т., но с вооружением, аналогичным двухбашенному СМК. Общее руководство дипломным проектом осуществляли А. Ермолаев и Л. Сычев. Проект был выполнен на высоком уровне, и его оценка позволила директору Кировского завода И. Зальцману выступить на заседании Комитета Обороны с предложением об изготовлении опытного образца танка прорыва и испытаниях его в установленном порядке.
27 февраля 1939 г. тактико-техническая характеристика однобашенного танка прорыва, выдвинутая АБТУ, была утверждена на заседании Комитета Обороны. Тогда же давался старт работам по его изготовлению.
За счет сокращения общей длины танка по сравнению с СМК и отказа от второй башни, толщину бортовой брони тяжелого танка, получившего имя КВ (Клим Ворошилов), хотели довести до 75 мм, что сделало бы его неуязвимым и для 75-мм бронебойных боеприпасов.
Силовая установка танка КВ разрабатывалась в двух вариантах – с дизельным двигателем В-2Ф мощностью 600 (фактически – 580) л.с. и карбюраторным М-17Ф мощностью 660 л.с. Также в двух вариантах проектировалась и КПП – обычная, типа установленной на Т-28, и планетарная, по типу установленной на танке "Шкода" (которую несанкционированно изучали при показе танка в СССР).
Вооружение должно было соответствовать таковому у СМК, но в результате было скорректировано до 76-мм и 45-мм пушек, пулемета ДК и двух ДТ. Главным конструктором танка был назначен Н. Духов.
7 апреля 1939 г. состоялось заседание макетной комиссии по танку КВ, а в мае были утверждены рабочие чертежи опытного образца танка с двигателем М-17Ф и планетарной КПП. Но в июне 1939 г. задание было скорректировано в сторону применения дизельного двигателя.
31 августа опытный образец танка КВ был изготовлен, и в сентябре начались его заводские испытания. Правда, военпред завода отметил, что танк имеет отклонения от ТТТ. В частности, в танке отсутствовал пулемет ДК, так как в башне, оснащенной 76-мм пушкой Л-11 и 45-мм пушкой 20К и кормовым пулеметом ДТ, не нашлось места для монтажа громоздкого крупнокалиберного пулемета с большой коробкой патронов.
5 сентября, после устранения выявленных в ходе заводских испытаний недостатков, танк КВ был отправлен в Кубинку, где 23-25 сентября участвовал в показе образцов новой боевой техники.
8 сентября 1939 г. танк был возвращен на завод, где начался второй этап его полигонно-заводских испытании.