A experiência de combate do tanque pesado experimental KV na Carélia, em dezembro de 1939, mostrou que sua blindagem resistia muito bem aos canhões antitanque finlandeses. No entanto, o canhão de 76 mm não era potente o suficiente para combater bunkers de concreto. O Comitê Militar da Frente Noroeste enviou uma solicitação à fábrica Kirov: fabricar 4 tanques KV com um canhão pesado, capaz de destruir bunkers e fortificações antitanque.
O projeto precisava ser desenvolvido rapidamente, já que o Exército Vermelho estava atolado nas defesas finlandesas. Os engenheiros trabalharam 18 horas por dia e concluíram o projeto em apenas duas semanas.
O novo KV foi armado com um obuseiro M-10 de 152 mm, modelo 1938/40. Ele jamais caberia na torre padrão do KV, e os engenheiros da SKB-2 criaram uma torre retangular grande para ele. Essa torre, quase duas vezes maior que a existente, encaixava no mesmo anel da torre.
Os KVs foram divididos em dois tipos. Os KVs armados com um canhão de 76 mm foram oficialmente denominados "tanques com torre pequena". Os KVs armados com obuses de 152 mm foram chamados de "tanques com torre grande". As designações KV-1 e KV-2, às quais estamos acostumados, só foram atribuídas em 1941.
Em fevereiro de 1940, esses novos tanques chegaram à Carélia. Eles foram integrados a uma companhia especial de tanques pesados sob o comando do capitão Kolotushkin. Além dos KVs, a companhia contava com um tanque experimental T-100 de duas torres. Infelizmente, os KVs nunca tiveram a oportunidade de testar seu poder contra as fortificações finlandesas. Quando chegaram, as defesas finlandesas já haviam sido dominadas. Mesmo assim, segundo as tripulações dos KVs, os novos "pesos-pesados" destruíram 14 canhões antitanque e 11 bunkers.
Ao disparar contra fortificações antitanque de granito e concreto, descobriu-se que, se a fortificação não estivesse enterrada no solo, ela era simplesmente arremessada para o lado ou destruída. Isso ainda não era suficiente para abrir caminho, e era preciso acionar os sapadores.
Os combates em dezembro comprovaram mais uma vez a resistência do KV-2 aos projéteis antitanque. Os finlandeses frequentemente cessavam fogo após vários impactos sem penetração. No entanto, as minas eram um problema. Como convém a um tanque de ruptura, o KV-2 avançava primeiro e atingia o campo minado em primeiro lugar. Esteiras e rodas dianteiras danificadas eram comuns.
A Guerra de Inverno revelou muitas fragilidades do projeto do KV-2. Sua grande massa fazia com que afundasse na lama. O canhão maciço exigia que o KV-2 disparasse parado, de preferência em terreno plano. Disparar o obus de 152 mm em movimento ou inclinado poderia danificar o tanque. Além disso, o pequeno anel da torre significava que disparar perpendicularmente ao casco era uma má ideia. A torre pode emperrar ou, pior ainda, o recuo massivo pode danificar o motor ou a transmissão.
Durante a vida útil do KV-2, a produção de peças suficientemente confiáveis foi um desafio. A caixa de câmbio, na maioria dos casos, não durava nem o período de garantia. Filtros de má qualidade causavam a quebra dos tanques após trafegarem por estradas empoeiradas. O sistema de refrigeração funcionava mal. As embreagens da direção quebravam constantemente. Nenhuma exigência dos fabricantes conseguiu melhorar a situação.
O tanque tinha visibilidade ruim e sua grande massa se mostrou um problema não só para ele, mas também para outros. O KV não só tinha limitações quanto ao terreno e às pontes que podia atravessar, como também, após passar por uma estrada, muitas vezes ficava intransitável para veículos com rodas.
Em junho de 1941, havia 132 KV-2 em serviço no Exército Vermelho. Apenas 20 deles estavam prontos para o combate imediato; os demais estavam em reparos ou sem tripulação. A falta de tripulações experientes era um problema generalizado. O KV era um tanque muito diferente de um T-26 ou de uma tanqueta, veículos nos quais muitos tripulantes de tanques eram treinados.
Todas as desvantagens listadas se manifestaram no início da Grande Guerra Patriótica. Esses problemas foram ainda agravados pela falta de liderança competente. Comandantes sem experiência em combate frequentemente emitiam ordens incorretas ou contraditórias. Os tanques eram frequentemente redirecionados, às vezes mais de uma vez por batalha, o que levava a muitas marchas inúteis. Os tanques KV frequentemente quebravam durante essas marchas. Se o tanque quebrasse e não houvesse engenheiros por perto, ele tinha que ser abandonado e, de preferência, explodido. Mesmo que houvesse engenheiros, o tanque precisava ser rebocado. Tanques danificados eram rebocados por tratores Voroshilovets. No caso do KV, dois tratores precisavam ser usados. Um só simplesmente não dava conta do recado. Durante os primeiros dias da guerra, o rápido avanço das forças alemãs tornou a evacuação de tanques muito difícil, e muitos foram capturados.
No entanto, o KV-2 não era totalmente ruim. Nos casos em que os KV-2 enfrentaram o inimigo, eles conseguiram se defender bem. Os tanques pesados soviéticos eram praticamente invulneráveis à maioria dos canhões antitanque da Wehrmacht, e um único impacto do obus de 152 mm significava o fim para qualquer tanque alemão. Numerosos tanques KV, sob fogo inimigo, cruzavam calmamente para suas posições e simplesmente passavam por cima dos canhões antitanque. O mesmo destino aguardava os tanques alemães, especialmente os leves. Tanques KV com tripulações experientes e comandantes competentes podiam infligir danos significativos ao inimigo. Infelizmente, nos primeiros dias da guerra, havia muito poucos desses.
A produção dos tanques KV-2 foi interrompida em outubro de 1941. Os motivos alegados foram os problemas técnicos do veículo e o fato de que o exército não precisava de um KV-2 no início da guerra. O canhão de 76 mm do T-34 e do KV-1 era suficiente para essa função. Some-se a isso a quantidade de materiais que o KV-2 consumia, e esse colosso estava fadado à extinção.
O último KV-2 foi usado em combate durante a Batalha de Moscou, no inverno de 1941-42. A torre de um tanque sobreviveu ao próprio tanque. Ela foi montada no trem blindado "Pela Pátria", que lutou na direção sul até 17 de julho de 1942, quando foi destruído por bombardeiros alemães.
O único KV-2 100% autêntico está atualmente em exibição no Museu Central das Forças Armadas, em Moscou.