В итоге начальник АБТУ РККА Павлов попросил как можно скорее закончить работу над КВ-2 в 1941 году, чтобы перейти к новому проекту со 122-мм орудием. Однако его ещё не существовало на тот момент, что вынудило советских инженеров использовать 107-мм пушку Ф-42 (ЗиС-6).

В соответствии с постановлением Совета народных комиссаров СССР и ЦК ВКП(б) № 548-232сс от 15 марта 1941 года предписывалось создать тяжелый танк с бронированием лобовой части корпуса и башни 115-120 мм, которую надо было приспособить под установку 107-мм пушки. Более конкретные требования были сформулированы в постановлении № 827-345сс, в котором определялись параметры танков КВ-3, КВ-4 и КВ-5:

О танке КВ-3.
1. Во изменение Постановления СНК СССР и ЦК ВКП (б) № 548-232сс от 15 марта 1941 года приказываю:
а) установить броню КВ-3: лоб 115–120 мм, башни 115 мм;
б) вооружить КВ-3 107-мм пушкой ЗИС-6 с начальной скоростью снаряда 800 м/с.
2. Башни КВ-3 изготавливать штампованными с углами наклона не менее 30 градусов под установку 107-мм пушки ЗИС-6, для чего директору Кировского завода т.Зальцману:
а) к 15 апреля 1941 года совместно с Ижорским заводом изготовить и подать Ижорскому заводу чертежи на измененную башню и корпус КВ-3;
б) к 25 апреля 1941 года совместно с Ижорским заводом предъявить на утверждение НКО СССР макет башни КВ-3.
3. Кировскому заводу установить план по изготовлению в 1941 году 500 штук танков КВ-3 со 107-мм пушками ЗИС-6.
4. Директору Кировского завода т.Зальцману принять к сведению и руководству что:
а) Ижорский завод обязан к 20 мая 1941 года подать на Кировском заводе первую штампованную башню и корпус танка КВ-3 с полной механической обработкой и бронировкой артсистемы. В дальнейшем Ижорский завод обязан обеспечить изготовление и обработку этих башен и корпусов по графику выпуска танков КВ-3, утвержденному Правительством;
б) Народный комиссариат вооружения (тов. Ванников), завод № 92 (тов. Елян) и главный конструктор завода № 92 (тов. Грабин) вместе с Кировским заводом обязаны разработать чертежи установки 107-мм пушки ЗИС-6 в башне КВ-3 и к 30 мая 1941 года предъявить в НКО СССР для утверждения;
в) завод № 92 обязан к 25 мая 1941 года подать на Кировский завод 107-мм пушку ЗИС-6 с установочными деталями, установить в башне КВ-3 и вместе с Кировским заводом отработать бронировку системы;
г) завод № 92 НКВ обязан обеспечить подачу Кировскому заводу 107-мм пушек ЗИС-6 на программу 1941 года в следующие сроки:
июль — 45
август — 80
сентябрь — 110
октябрь — 110
ноябрь — 110
и до 15 декабря — 65.

Изготовление прототипа

По документации новый танк проходил как «Объект 223», но позднее всё же использовалось обозначение КВ-3. Изготовление первого прототипа начали весной 1941 г.

Для новой артсистемы, которая не вмещалась в башню КВ-1, пришлось разрабатывать новую, с уширенным погоном. Башню сделали в форме конуса, чтобы повысить её снарядоустойчивость. Ходовую часть удлинили из-за возросшей массы. Всё остальное (подвеска, трансмиссия, двигатель, системы смазки и охлаждения) почти не меняли.

Когда ходовая часть и шасси были уже почти готовы, из АБТУ поступило распоряжение свернуть работы ввиду чрезмерной мощности пушки ЗиС-6 (рекомендовалось оставить обычную пушку калибром 76,2 мм). Разведка докладывала, что вермахт не располагает тяжёлыми танками, превосходящими КВ по характеристикам. Уговоры Грабина не сворачивать проект ни к чему не привели. В качестве контраргумента приводилось наличие в войсках КВ-2, оснащенного 152-мм гаубицей. Таким образом, новый советский тяжёлый танк в 1941 году так и не появился, что стало серьёзной ошибкой конструкторов, так как через год на фронте стали появляться немецкие танки с 75-мм и 88-мм длинноствольными орудиями.

Единственный бой

Когда началась война, поступило предложение установить на недостроенный танк башню от обычного КВ-1 с пушкой Ф-32. Перед войной на КВ-3, учтя опыт эксплуатации серийных тяжелых танков, планировали смонтировать новую КПП и двигатель, но сделать этого так и не успели. В результате получился тяжелобронированный КВ со стандартным вооружением, получивший название КВ-220-2. 16 октября 1941 года этот танк отправился в распоряжение 124-й танковой бригады. Судьбу машины удалось узнать по воспоминаниям командира бригады Д.И.Осадчего:

Осенью 1941 года наша бригада получила на пополнение несколько танков КВ, один из которых назывался «За Родину». Он был изготовлен в единственном экземпляре на Кировском заводе. Он обладал теми же возможностями, что и танк КВ, но имел усиленную броневую защиту, вес более 100 тонн и более мощный двигатель с турбиной. При движении на высших передачах двигатель свистел и этот свист был очень похож на свист пикирующих «юнкерсов». Первое время после получения танка при его движении в бригаде даже подавали сигнал «Воздух!» Танк поступил в мою роту и сначала хотели назначить его командиром меня, но потом его командиром стал мой заместитель, опытный танкист лейтенант Яхонин. Танк считался практически неуязвимым для артиллерии противника и предназначался для штурма укрепленных позиций. В декабре 1941 года (точной даты я не помню) наша бригада получила задачу прорвать оборону немцев на участке Усть-Тосно - железнодорожный мост, форсировать р.Тосна и во взаимодействии с частями 43-й стрелковой дивизией развить наступление на Мгу. В первом эшелоне атаковал 2-й танковый батальон под командованием майора Панкина, танковый взвод 1-го батальона и танк «За Родину» моей роты. В данном бою танк получил задачу захватить железнодорожный мост через р.Тосна и удержать плацдарм до подхода основных сил. Бой развернулся на открытой местности. Промерзший верхний слой торфяника с трудом выдерживал танк. Когда он подошел вплотную к мосту, то был встречен огнем немецких тяжелых орудий и с ним пропала радиосвязь. Я находился в это время на КП батальона. Когда с танком «За Родину» прервалась связь, я попытался пробраться к месту боя вдоль железнодорожной насыпи. Когда мне удалось подползти к танку, я увидел, что с него сбита башня, а весь экипаж погиб.

Определяя массу танка, Осадчий немного ошибся, так как масса КВ никогда не превышала 100 тонн. По всей видимости, танк был поражен снарядом 150-мм немецкой пушки, в результате чего на нём сдетонировал боекомплект. Более к проектам тяжелых танков, оснащенных 107-мм пушкой, не возвращались.