KV-1重型坦克 样车
早期的KV-1试验车。在火力方面采用一门76mm L-11炮和一门45mm 20-K炮。虽然在一个炮塔内安装两门火炮极其拥挤，但是当时苏军认为“重型坦克必须装一大一小两门炮”。最后，由于在试验中装双炮的样车故障频繁，生产型上终于取消了45mm炮。

KV-1 Mod.1940版重型坦克
KV-1/1940年型重型坦克车体和炮塔为轧制装甲板焊接结构，车体的装甲厚30～75毫米，炮塔装甲厚35～90毫米，部分车辆加装了螺栓固定的附加装甲。驾驶员位于驾驶室中央，顶部有出入舱门，前面有1个能开启的观察窗，上有1潜望镜。前机枪手在驾驶员的左方。
炮塔内装1门L-11型76.2毫米坦克炮和1挺并列机枪，另有1挺机枪装在炮塔后部。炮长位于火炮左侧，车长兼装填手在火炮右面，后机枪手在其之后，战斗时可辅助装弹。炮塔顶部有1圆形出入舱门，前面有两个潜望镜，后面有两个展望镜。后期由于41.5倍口径的F-32型76毫米坦克炮跟上了KV-1的的研发进度，部分KV-1 Mod.1940安装了76mm F-32炮。
其发动机为1台改进型的500马力V-2K水冷式12缸柴油机。传动装置位于发动机室，由变速箱、侧减速器等组成。行动装置采用独立的扭力轴悬挂系统和干销式履带推进装置。车体每侧有6个负重轮和3个托带轮，主动轮在后，诱导轮在前。
在1941年苏德战争爆发至1943年底，KV都是苏联重型坦克编队的中坚。


KV-1 Mod 1941版重型坦克（包括部分焊接简化版）
KV-1/1941年型重型坦克改装了更好的ZIS-5型76mm坦克炮（也有部分安置了1940版的76mm F-32炮），有一部分也如1940年版一样用螺栓在车体和炮塔上加装了25～40毫米厚的附加装甲板。使车体装甲厚度最大达130毫米，而全新整体焊接工艺也使新炮塔的装甲厚度最大达120毫米。后来，在炮塔周围和车体的各部位铆接了附加装甲板，并采用工艺简单的铸造炮塔，炮塔焊接的钢板由8块降到5块。装甲厚度为110～120毫米。由于战争爆发，其负重轮和托带轮也做了改良，简化了焊接工艺。


KV-2 Mod 1939/40版重型坦克
KV-2 Mod 1939/40版重型坦克在KV-1乘员基础上增加了1名辅助装填手。主要武器是1门20倍口径的152mm的Mod 1909/1930型榴弹炮。辅助武器有2挺7.62毫米机枪。车体的装甲厚度与KV-1 Mod1940型坦克的相同，炮塔的装甲厚度为35～100毫米；主要特征是炮塔带有倾角，炮塔尾舱门为V型。
1940年2月10日，KV-2进行了第一次测试。2辆KV-2坦克就被送至前线。不过据说在苏联卫国战争前KV-2并没有参加过战斗。这2辆KV-2坦克向已经被攻占的雕堡射击，射击效果很好。1940年后期，KV-2重型坦克正式装备部队。苏军坦克兵喜欢称呼KV-2坦克为“大胆的人”。

KV-2/107 搭载107mm ZIS-6
KV-2/85 搭载85mm F-39
还有其他一些类型的火炮曾被设计安装在KV-2上。其中一种是长身管的107mm ZIS-6火炮。
1941年5月至6月，安装ZIS-6炮的KV-2进行了工厂测试，之后又被送去进行ANIOP测试，不过失败了。主要问题是火炮的弹药，该炮所使用的炮弹过长；炮弹很重，达20公斤；虽然可以携带50发，但是带足炮弹后炮塔空间过于狭窄，不便于装填手操作。
1941年3月的时候，另外一种85mm F-39型炮也试图安装在KV-2上并进行了测试，不过似乎之后这方面的记录便很难找了。

KV-85重型坦克
在库尔斯克战役以后，苏联急需更强大的坦克应对德军的虎豹之师，于是中央设计局立即采用了KV-1S的底盘，换装新的炮塔（而这个炮塔为今后斯大林坦克的炮塔奠定了基础），这个过度型号就是KV-85坦克。
苏联根据对缴获的虎式坦克进行测试，发现85毫米火炮可以在1000米处击穿虎式坦克100毫米的前装甲，于是2种85毫米火炮：S31型和D-5T型作为了KV-85坦克的选择。结果表明，D-5T更有效，于是获准生产。在KV-85炮塔上安装85mm火炮影响了炮塔的结构，需要增大炮塔尺寸，才能避免乘员工作空间急剧缩小和作战效能降低。但是KV-1S好不容易降下来的重量又加了回去，达到了46吨。43年8月到9月之间KV-85坦克一共改造了143辆。


KV-1S/100/122重型坦克
KV-1S的改良型号，分别安装了100mm D-10T和122mm D-25T（螺旋炮闩），由于射速低，空间狭小防护不良等原因，这些型号都被放弃。但这为IS/100和IS-2的设计奠定了基础。

KV-1S/152重型坦克
这是火力最强的KV-1S，装备一门152mm S-41炮。虽然152mm炮威力大，但是装填速度极慢，而且由于KV-1S本身炮塔狭小，导致炮塔拥挤，且无法携带太多炮弹。悬挂也不堪重负，机动力下滑。虽然参加了战斗测试，但这个项目很快被废弃。


KV-1/KV-2 753(r)德军版（标准版）
由于开战初期损失巨大，而苏联方面有大量KV以及弹药被废弃，德国人得到这些KV后，很多KV都没有来得及改装就被下发到德军部队，一些缴获KV改装了新的德国标准指挥塔，但大多数KV都没有经过改造，有的只是草草刷上铁十字就被投入战场。
据非官方统计资料显示，大约有50辆左右的KV坦克编入了德军战斗序列，但该数字并不十分准确，因为在苏德战争中德军缴获的KV坦克数量很多，如果考虑到在使用中那些被击毁的车辆，可以肯定德军使用过的KV-1坦克绝不止此数。

KV-1/KV-2 753(r)德军版 (精装版）
德国手里的KV要么是没有变化，要么是改的面目全非，在战争初期的41年到42年中期，因为闪电战在苏德战争前期获得的巨大优势，导致大量的苏联军火被德军缴获，所以大部分在41-42年被俘获的苏联战车依然使用原先口径的火炮，如152mm M-10和76mm ZIS-5。
1942年中期到43年开始，德军的优势已经不明显了。德国人无法再虏获完整的KV及其弹药零件，而此时KV开始在苏军装甲部队中撤装，德国人手里KV的维护和补给成了一个大问题。所以相当一部分保存完好的被俘获的苏联战车都更换了和德军制式装备相同的火炮，如150mm
SIG 33，88mm L56，75mm L48。德军改造的产品应该算是缴获KV坦克中的精品。


T-150重型坦克（重装型KV-1）样车
虽然KV-1坦克出现之后它已经是当时世界上最为强大的重型坦克，但是科京的基洛夫设计所对重型坦克极致追求是无穷尽的。他们的计划是设计防护更为强大而全面的坦克，保持对其他国家3-5年的领先优势。
T-150是在KV的基础上生产的，所不同的是车体装甲从75毫米增至90毫米。由于只是装甲变厚，所以车体内部空间没有发生变化。
此外，T-150使用改进的车架，炮塔上增加了一个带有潜望镜和3个观察窗的车长指挥塔，坦克的总重量增至50吨。从1941年1月15日到2月14日，坦克进行了总长达199公里的行驶测试，其间暴露了一系列发动机重大的缺陷，在硬质路面挂三或四档行驶、室外温度为-9℃ -12℃时，发动机内的润滑剂会过热，造成坦克趴窝。为此，坦克试验暂时中止。基洛夫工厂和哈尔科夫的第75工厂接到命令，改进冷却系统，以增加润滑剂流过发动机前后的温差。而它的重量将远远超过KV-1坦克（重量将达到51吨左右，几乎接近KV-2坦克），V-2型500马力发动机已经远远不能够满足它的使用要求。
该坦克一开始准备配备V-5型560马力发动机，而在测试中更是改用为V-5F型750马力柴油发动机。而炮塔方面则采用和它的竞争对手KV-220合作，直接使用KV-220的炮塔，以获得更大的空间，但是重量也增加了25%以上，而这个项目的延续就是后来的KV-3坦克。由于卫国战争的爆发，科京和他的设计所不得不放弃了这个计划。回头更务实的发展KV坦克的可靠型号。

KV-220重型坦克 样车
严格来说KV-220就是KV-3的试验车，是KV系列计划中的一部分，只生产了两辆样车，官方文件代号KB-220或M-220。
KV-220在外表上和普通KV不同，它的车体更长。因为装甲加厚等因素令车体超重，原来KV系列坦克的发动机已经无法胜任，为了装入更大马力的发动机，因此把车体拉长加了一对负重轮，为此重新设计了悬挂。使用750马力V-5F发动机，并且准备采用一个安装有F-30型85mm主炮的新型炮塔，火炮是第92设计局在苏联著名火炮设计师格拉宾的指导下为这种坦克特别设计的，之前在T-28中型坦克上试验成功。这种火炮可在500米内击穿120mm装甲，火力相当强悍。

KV-220-2重型坦克
1941年10月初，当列宁格勒的KV坦克研发实际上已停止时，军方决定把这些实验型坦克投入到前线部队使用，在上战场之前，坦克都接受了必要的维修，其间KV-3和KV-220都安装了普通的KV-1的炮塔（KV-220基本上没有炮塔和武备，T-150的则在夏季初已经损坏），按照军代表的报告：“1941年10月11日，T-150被分配给了第123坦克旅，KV-220-1（工厂编号M-220-1）在1941年10月5日分配给第124坦克旅，KV-220-2（M-220-2）在1941年10月16日分配给第124坦克旅。所有的坦克都安装有一门F-32型76mm坦克炮。”
关于这些坦克之后命运的报告非常少，只找到了一段回忆，作为当时第124坦克旅中的一位坦克连长，D. Osadchiy回忆到：“1941年秋我们旅接受了几辆KV坦克作为补充，其中的一辆被命名为“Za Rodinv”[为了祖国]，她是一辆Kirov工厂生产的实验型号，武器和普通的KV相同，但拥有更厚重的装甲，重量超过60吨。安装有一台涡轮增压的大功率发动机，当换到高档位时，发动机发出尖利的声响非常像容克俯冲式轰炸机俯冲时所发出的尖啸。当我们接收到这辆坦克之后，在它第一次随我们旅行军的过程中，（由于这辆坦克发出的声响），甚至有人发出了“空袭警报”的信号！坦克分给了我的坦克连，最初打算作为我的指挥坦克，但最后成为了副连长，一位很有经验的坦克手Yakhonin中尉的用车。这辆坦克被认为几乎不会被敌人炮火摧毁，因此我们倾向于用其突破敌人坚固的防线。1941年12月（我不记得确切日期）。我们旅接到命令：突破德国人在Ust-Tosno铁路桥的防线，横跨Tosna河，配合第43步兵旅向Mga方向发起的进攻。
Pankin少校指挥的第二营，第一营的一个坦克排和我们连的“为了祖国”作为第一梯队投入进攻。坦克接到的任务是占领Tosna河上的铁路桥，在对岸建立桥头堡，并坚守桥头堡直至主力部队到来。战斗在开阔地带展开，由泥炭铺成的冻土层勉强能使坦克通行，当她出现在桥梁右侧时，遭到了德国人炮火的猛烈射击，我们与这辆车的通讯联系也随之中断。此时，我正在营指挥所，当和“为了祖国”号的联络中断后，我沿着铁路路基到达了交战地点，当我努力的匍匐接近坦克时，我发现炮塔已经被炸飞，所有的乘员都已经阵亡。”


KV-4超重型坦克 计划
KV-4（224工程）——多炮塔超重型坦克，仅停留在设计阶段，方案多达20种（仅有1种采用常规单炮塔设计）；装甲厚度130mm（苏联国防委员会希望最好加厚到150mm），主炮为107毫米ZIS-6，副炮为一座45毫米20-K。(图为KV-4单炮塔和多炮塔最具代表的型号)
1941年4月，苏联最高国防委员会下达了新坦克研制的指令，它的设计标准非常简单---装备125毫米以上装甲，防护压倒一切德国将要出现的坦克。拥有伏罗希洛夫坦克生产经验的基洛夫设计局理所当然的成为了研制的总设计师。当时的基洛夫设计所的科京团队拥有全苏联最优秀的坦克研发人才。因此在接到这个项目之后，科京几乎动用了所有的设计师来完成这个方案，设计师们对这一任务倾注了极大的热情，不过设计任务显得异常困难：在坦克上安装二门火炮采用125-130mm装甲之前从未在苏联坦克上运用。这势必要求加强底盘以应付增大的重量。
在设计时参与者的创造性完全没有限制，设计师充分的利用了这一点，在提交的设计方案中大致可以分为80，90。100吨级三类，其中最轻的设计是由杜霍夫提交的为82.5吨，最重的是库彻科夫的107吨。除了重量不同外坦克的布局也各不相同. 但是有一点是肯定的，KV-4坦克会安装ZIS-6型的107毫米火炮。
当时基洛夫设计局首先完成了KV-3的工作。在格拉宾的指导下第92设计局在1940年球已经完成了在F-39型85mm坦克炮的基础上研发的（1940年夏已经安装在T-28坦克炮塔上进行了成功的测试）的F-42型107mm炮的工作。1941年初，根据GKO的决议，107mm炮装在野外炮台上成功进行了工厂测试。1941年3月，安装在KV-2坦克炮塔上进行了测试，1941年6月中旬ZIS-6炮经历了工厂测试之后被送到了列宁格勒的炮兵技术测试靶场。测试结果表示500米处穿深达到了167毫米。苏联人对它非常满意，但是最后KV-4坦克因为体积过于庞大，即便生产出来也非常难以维护，而且战争爆发，基洛夫工厂无力在继续研发而放弃。这批ZIS-6火炮当时已经生产力近600门，除了部分被安装在炮架上作为牵引火力，其他最后不得不回炉，非常可惜。