В ноябре – декабре 1942 года в войска стали поступать танки КВ-1С. Ими комплектовались специальные танковые части – гвардейские танковые полки прорыва, имевшие 214 человек личного состава и 21 танк КВ-1С, или «Черчилль». Согласно директиве Ставки ВГК, звание «гвардейский» присваивалось этим полкам сразу при формировании. Они придавались стрелковым и танковым соединениям и предназначались для прорыва обороны противника.
В конце 1942 года полки прорыва приняли боевое крещение на Донском и Воронежском фронтах. Донской фронт, уничтожавший окружённую под Сталинградом немецкую группировку, получил сразу семь таких полков, два из них на танках «Черчилль». Все эти части активно использовались в боях по ликвидации остатков армии Паулюса. На конец января 1943 года в них осталось по 3 – 4 боеспособных танка, которые поддерживали стрелковые подразделения, штурмовавшие последние опорные пункты врага.
Активно использовались танки КВ-1С и в летней кампании 1943 года. Например, 6-й гвардейский танковый полк прорыва в мае – июне 1943 года действовал в составе войск Северо-Кавказского фронта. Несколько полков участвовало и в сражении на Курской дуге. Так, на Центральном фронте насчитывалось 70 танков KB, а на Воронежском – 105, что составляло всего 5% от общей численности танков, находившихся в составе этих двух фронтов. Увы, заметного вклада в разгром врага в Курской битве танки KB не внесли. В прорыве так называемого «Миус-фронта» в июле – августе 1943 года принимал участие 1-й гвардейский танковый полк прорыва, приданный 28-й армии Южного фронта. Из-за разрыва между артподготовкой и атакой пехоты в первый день наступления полк понёс тяжёлые потери, составившие до 50% боевых машин – два танка KB сгорели, два были подбиты и шесть подорвались на минах.
В январе 1944 года был сформирован последний гвардейский танковый полк прорыва. А к осени все полки КВ-1С были переименованы в гвардейские тяжёлые танковые полки, получавшие танки ИС. Оставшиеся в строю КВ-1С передали в обычные танковые полки. В 21-й армии Ленинградского фронта к моменту начала Выборгской операции 10 июня 1944 года имелся 26-й гвардейский танковый полк прорыва, частично укомплектованный KB, причём сверх штата. 18 – 20 июня его танки вели бои за Выборг, к моменту окончания которых в нём имелось шесть «Черчиллей» и 32 КВ-1С. В сентябре 1944 года в составе 8-й армии Ленинградского фронта действовал 82-й танковый полк, имевший 11 КВ-1С и 10 «Черчиллей». Полк участвовал в боях за Эстонию, освобождал Таллин и острова Моонзундского архипелага. Кроме того, начиная с лета 1943 года, КВ-1С использовались в качестве командирских машин в тяжёлых самоходно-артиллерийских полках. Некоторые танки КВ-1С прослужили в частях Красной Армии до конца войны. Например, в 3-й гвардейской танковой армии все знали танк командующего – генерал-полковника П. С. Рыбалко Это был видавший виды, весь в шрамах и вмятинах, тяжёлый KB.
С сентября 1943 года на вооружение гвардейских танковых полков прорыва начали поступать тяжёлые танки КВ-85. Так, в ноябре 1943 года в 28-ю армию 4-го Украинского фронта прибыл 34-й гвардейский танковый полк прорыва, насчитывавший в своём составе 20 КВ-85. 20 – 23 ноября эти боевые машины при поддержке 40-го тяжёлого самоходно-артиллерийского полка (девять СУ-152) атаковали немецкие позиции у посёлка Екатериновка. В ходе боёв было потеряно восемь КВ-85, огнём которых, в свою очередь, удалось уничтожить пять немецких Pz.IV. В освобождении Крыма весной 1944 года принял участие 1452-й самоходно-артиллерийский полк, имевший довольно своеобразный боевой состав. 11 КВ-85, 5 КВ-1С, 6 СУ-152 и 3 СУ-76. По сути, этот полк был скорее танко-самоходным, чем просто самоходным. Полк действовал под Армянском, освобождал города Евпатория, Саки, Бахчисарай, а 9 мая два оставшихся в строю КВ-85 ворвались в Севастополь.