Во второй половине 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 и другие. В связи с постоянно ухудшавшейся обстановкой на Северо-Западном фронте, начиная с июля 1941 года в несколько этапов проводилась эвакуация людей и оборудования из Ленинграда в Челябинск. После захвата немцами Красного Села вражеская артиллерия получила возможность обстреливать Кировский завод, поэтому сборку и ремонт танков перенесли в более безопасное место – на Выборгскую сторону на завод им. Сталина. В конце сентября Ижорский завод прекратил изготовление бронекорпусов и башен – линия фронта прошла в непосредственной близости от этого предприятия. 18 октября 1941 года в Ленинграде был собран последний танк КВ. Всего же за 1941 год Кировский завод выпустил 885 танков КВ.
6 октября 1941 года Челябинский тракторный завод был переименован в Кировский завод Наркомтанкопрома в Челябинске (ЧКЗ). Этот завод, прозванный в народе «Танкоградом» стал главным производителем тяжелых танков и САУ вплоть до конца Великой Отечественной войны.
Из-за нехватки дизельных двигателей В-2, единственным изготовителем которых был завод № 75 в Харькове, танки КВ-1, так же как и Т-34, какое-то время выпускались с бензиновыми моторами М-17.
В 1942 году КВ-1 был сменен в производстве модернизированным вариантом – КВ-1с («с» – скоростной). Массу танка снизили 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, сконструированная Н.Ф.Шашмуриным и обеспечивавшая восемь передач вперед и две назад, а кроме того, новый главный фрикцион и усовершенствованные бортовые передачи. КВ-1с был принят на вооружение 20 августа 1942 года. С сентября 1943 года в войска начал поступать новый вариант – КВ-85.
Его появлению предшествовала попытка установить 85-мм пушку в штатную башню КВ-1с. Однако, для установки пушки такого калибра потребовалось создание новой литой башни больших размеров и расширение подбашенной коробки. Боекомплект 85-мм пушки Д-5Т конструкции Ф.Ф.Петрова составлял 70 выстрелов. Экипаж танка сократился до 4 человек за счет удаления стрелка-радиста. Курсовой пулемет был жестко закреплен в лобовом листе корпуса – огонь из него вел механик-водитель. Силовая установка, трансмиссия и ходовая часть остались полностью унифицированными с танком КВ-1с.