При очередном рассмотрении правительством вопросов по тяжелому крейсеру проекта 82, которое состоялось лишь в марте 1948 года, Сталин одобрил для дальнейшего проектирования рекомендованный МВС вариант с 305-мм артиллерией, 200-мм главным броневым поясом, стандартным водоизмещением 40 000 т и скоростью полного хода 32 уз. Он дал указание ускорить создание таких крейсеров и в дальнейшем систематически лично контролировал ход их проектирования и строительства. После выбора варианта корабля подготовленный в 1947 году проект ТТЗ на его разработку был откорректирован ВМС и согласован с МСП, а затем, в апреле 1948 года, с проектом постановления правительства об его утверждении представлен в Совет Министров. Постановлением от 31 августа того же года о проектировании и строительстве головного тяжелого крейсера проекта 82 это ТТЗ было утверждено. В должности главного конструктора этого проекта утвердили Л.В. Диковича.
Эскизный проект ЦКБ-17 разрабатывало с конца 1947 года и представило на рассмотрение ВМС и МСП в марте 1949 года в четырех вариантах, отличавшихся размещением артиллерии УК и МЗА, а также составом (по количеству и паропроизводи-тельности главных котлов) и расположением ГЭУ.
Вариант Л-3-6 имел ромбическое размещение 130-мм установок БЛ-110, 12 котлов на 80 т/ч в четырех КО, два МО. В варианте Б-3-8 установки УК размещались по четыре с каждого борта, а 12 котлов той же паро-производительности — в шести КО. Вариант Л-2-4 имел ромбическое размещение БЛ-110, четыре МКО (по два котла на 130 т/ч и по одному ГТЗА в каждом). В варианте Л-2-6 (который бюро и заказчик рекомендовали для технического проектирования) размещение артиллерии универсального калибра и ГЭУ было аналогичным варианту Л-3-6, но в каждом из КО размещалось по два главных котла (вместо трех) на 130 т/ч.
Учитывая сжатые сроки создания тяжелых крейсеров проекта 82 (технический проект надо было завершить в конце 1949 года для обеспечения начала постройки двух кораблей в 3-м квартале следующего года), ЦКБ-17 с апреля 1949 года приступило к техническому проектированию. Однако осенью, при рассмотрении в Кремле результатов разработки представленного ВМС и МСП для утверждения эскизного проекта, И.В. Сталин неожиданно задал главному конструктору Диковичу вопрос: «А нельзя ли повысить скорость хода корабля для того, чтобы наш тяжелый крейсер мог догнать и уничтожить менее сильный по вооружению и защите корабль противника и своевременно уйти от его любого, более сильного корабля?».
Такое пожелание «вождя народов» было воспринято как указание об изменении ТТЗ, утвержденного правительством всего год назад. В результате разработанный ЦКБ-17 эскизный проект не утвердили, а в протоколе его рассмотрения отметили, что корабль имеет слишком большое водоизмещение и недостаточную скорость хода.
После этого совещания бюро приступило к ускоренной разработке предварительного этапа технического проекта (с выбором новых главных размерений и переработкой чертежей общего расположения), который завершили в декабре 1949 года. Обеспечение скорости полного хода 35 уз потребовало увеличения мощности ГЭУ почти на 30 % (с установкой дополнительного количества главных котлов и разработкой новых ГТЗА мощностью 70 000 л.с.). К решению масштабной задачи создания новой, уникальной по мощности ГЭУ, были привлечены коллективы СКБ котлостроения (начальник и главный конструктор ГА. Гасанов), конструкторских бюро Харьковского турбогенераторного. Невского машиностроительного и Кировского заводов. Для компенсации роста массы ГЭУ и заданного сокращения водоизмещения корабля пришлось уменьшить количество 130-мм и 45-мм артустановок, а также разработать и реализовать ряд других мероприятий.
В связи с большой перегрузкой ЦКБ-17 (где одновременно с разработкой проекта 82 выполнялся значительный объем работ по завершению испытаний пяти легких крейсеров проекта 68К и развертыванию крупносерийного строительства новых легких крейсеров проекта 68-бис), в октябре того же года было принято решение о передаче работ по проекту 82 во вновь создаваемое ЦКБ-16 (начальник — Н.Н. Исанин), для которого он стал основным заказом. В целях обеспечения непрерывности проектных работ и своевременного выпуска РКД для заводов-строителей, в новое бюро с февраля 1950 года перевели около половины сотрудников ЦКБ-17 — всех занятых на работах по проекту 82.