Ремонт корабля занял два месяца и включал изготовление кожуха второй дымовой трубы, кормовой надстройки и ЗКП, установку новых универсальных орудий. Вместо трехногой грот-мачты поставили легкую, одинарную. Катапульту сняли, освободив место под зенитки. Зенитное вооружение крейсера было усилено: вместо шести установили восемь 100-мм орудий, вместо катапульты — три 37-мм автомата, 45-мм пушки на кормовой надстройке заменили 37-мм автоматами, число которых было доведено до 12, установили дополнительно два счетверенных 12,7-мм пулемета «Виккерс».
В конце июня 1942 г. «Киров» перевели к правому берегу Невы к Университетской набережной. В 1943 г. верхняя палуба крейсера была покрыта броневыми плитами толщиной 35 мм в два слоя. Общий вес плит составил 270 т.
Родина высоко оценила участие «Кирова» в обороне Таллина и Ленинграда.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 27 февраля 1943 г. «за образцовое выполнение экипажем боевых заданий командования и проявленные при этом мужество и отвагу» крейсер «Киров» первым среди надводных кораблей КБФ был награжден орденом Красного Знамени.
В июне и июле 1943 г. «Киров» выполнил две стрельбы по батареям противника.
В январе 1944 года началась операция по разгрому немецких войск под Ленинградом — событие, которого так ждали жители блокадного города, моряки Балтфлота и воины, защищавшие Ленинград.
«Киров» совместно с другими кораблями эскадры был включен во вторую артиллерийскую группу под командованием вице-адмирала Ю.Ф. Ралля (держал флаг на крейсере). Утром 19 января буксиры взломали невский лед, крейсер вышел на середину реки и стал на якорь напротив Академии художеств (Университетской набережной). Он открыл огонь, обстреливая узлы дорог, живую силу и технику в районе Копорское — Коврово — Зайцево — Телези, поддерживал наступление 42-й армии, подавляя и разрушая узлы сопротивления противника.
Было выпущено 72 снаряда главного калибра. На следующий день корабль вел огонь по району Тайцы и София. К исходу 20 января войска Ленинградского фронта овладели Урицком. Вечером 27 января загремели зенитные орудия крейсера.
Впервые за годы войны, они стреляли холостыми, салютуя в честь великой победы под Ленинградом.
В июне 1944 года «Киров», заняв огневую позицию в Ленинградском торговом порту, огнем главного калибра разрушал доты и дзоты «линии Маннергейма», обеспечивая наступление войск Ленинградского фронта на выборгском направлении. Это были последние боевые залпы крейсера. С января 1945 г. крейсером командовал капитан 2 ранга М.Д. Осадчий.
Всего за годы Великой Отечественной войны на крейсер было совершено 24 налета авиации, в которых участвовали 347 Ju-88 и Ju-87.
В мае 1945 г. «Киров» перешел в Кронштадт. Спустя полгода после окончания войны, 16 октября 1945 г. крейсер чуть было не погиб, в результате взрыва немецкой донной магнитной мины типа «С» с весом заряда взрывчатого вещества 700 кг ТГА (910 кг тротила) на расстоянии 20 м от днища в районе носовой башни. Грамотные, самоотверженные действия экипажа и помощь спасателей предотвратили катастрофу. Корабль был удержан на плаву, доведен до Кронштадта и поставлен в док. После завершения капитального ремонта «Киров» длительное время находился в строю.
3 августа 1961 г. он был переклассифицирован в учебный крейсер. В качестве флагманского корабля «Киров» участвовал в командно-штабных учениях «Север» (июль 1968 г.) и маневрах «Океан» (апрель — май 1970 г.). В составе отрядов кораблей «Киров» ходил с визитами в Гдыню (7-10 июля 1965 и 25–27 июня 1970 г.) и Стокгольм (3–7 июля 1967 г.). Где бы ни базировался крейсер, на праздничные парады он всегда приходил на Неву в Ленинград.
22 февраля 1974 г. крейсер был исключен из состава ВМФ и передан для разборки на металл.
Водоизмещение стандартное 8177 т, нормальное — 8882 т, полное — 9792 т; длина 191 м, ширина 17,7 м, осадка 6,33 м; мощность механизмов 129 500 л.с., скорость хода максимальная свыше 35 уз, экономическая — 17,8 уз, дальность плавания 4880 миль (экономическим ходом). Вооружение: 9 — 180-мм, 6 — 100-мм, 9 — 45-мм (с августа 1941 г. — 10 — 37-мм) орудий, 4 — 12,7-мм пулемета (в 1943 г. количество 37-мм орудий доведено до 13, а пулеметов — до 6), 2 трехтрубных 533-мм торпедных аппарата, 2 бомбомета БМБ-1, 6 бомбосбрасывателей, 30 больших и 60 малых глубинных бомб, 100 мин «КБ», катапульта и 2 самолета КОР. Бронирование корпуса и башен ГК — 50-70-мм, боевой рубки 100-150-мм. Экипаж 963 человека.