Боевые испытания опытного танка КВ в боях на Карельском перешейке в декабре 1939 года показали, что его броня отлично «держит» попадания финских противотанковых орудий. А вот 76-мм орудие сочли недостаточно мощным для борьбы с бетонными укреплениями. Поэтому Военный совет Северо-Западного фронта выдвинул Кировскому заводу требование: установить на четыре танка КВ из установочной партии крупнокалиберное орудие, способное разрушать доты и бетонные противотанковые надолбы.

Проект требовалось разработать очень быстро, потому что Красная Армия серьезно увязла в финской обороне. Конструкторов перевели на казарменное положение, они работали по 18 часов в сутки. И смогли полностью закончить проект всего за две недели.

Новую модификацию КВ решили вооружить 152-мм гаубицей М-10 образца 1938/1940 года. Установить ее в стандартную башню КВ не представлялось возможным, поэтому инженеры СКБ-2 создали четырехугольную башню больших размеров. Причем эту конструкцию, которая была чуть ли не вдвое больше обычной башни, ставили на тот же самый погон!

Таким образом, танки КВ были разделены на два типа. Машина, оснащенная 76-мм орудием, именовалась в документах «танк с малой башней». Модификацию со 152-мм гаубицей называли «танк с большой башней». Привычные нам обозначения КВ-1 и КВ-2 появились только в 1941 году.

В феврале 1940 года танки из установочной партии КВ прибыли на Карельский перешеек. Они были сведены в отдельную тяжелую роту под командованием капитана И. Колотушкина. Кроме КВ, в состав роты также был включен один экспериментальный двухбашенный тяжелый танк Т‑100. К сожалению, проверить эффективность новых танков против бетонных укреплений и огневых точек не удалось, потому что ко времени их появления в зоне боевых действий основную полосу финской обороны уже успели взломать. Тем не менее, по докладам экипажей КВ, советским «тяжеловесам» за время боев удалось уничтожить 14 противотанковых орудий и 11 дзотов.

При стрельбе по гранитно-бетонным противотанковым надолбам оказалось, что если надолб не зарыт в землю, а просто установлен на поверхности (к примеру, на шоссе), то взрывом 152-мм снаряда его просто переворачивает или разбивает на большие куски. Так или иначе, проход для танка все равно сделать не получалось, приходилось звать на помощь саперов.

Как и во время боевого испытания в декабре, подтвердилась чрезвычайно высокая устойчивость КВ к огню противотанковой артиллерии. Случалось, что финны вообще переставали вести огонь по танку после нескольких попаданий, не давших эффекта. Зато очень серьезной проблемой были мины. Как и полагается штурмовому танку, КВ-2 шел впереди и первым попадал на минное поле. Типичными повреждениями от подрывов были разрушенные гусеницы и оторванные передние катки.

Уже во время финской войны вскрылись серьезные недостатки конструкции танка. Из-за большой массы КВ-2 часто наглухо застревали в мягких грунтах. Громадная тяжелая башня и слишком мощное орудие требовали, чтобы танк вел огонь только стоя на месте. Причем желательно на ровном. Выстрел из 152-мм гаубицы на ходу  или в наклоненном положении приводил к повреждениям танка. К тому же из-за малого диаметра погона категорически не рекомендовалось стрелять с башней, развернутой перпендикулярно корпусу.  Как минимум при нарушении этих требований машину ждала заклиненная башня. В более серьезном случае — танк получал такой удар отдачей, что выходили из строя узлы двигателя и трансмиссии.

На всем протяжении использования танков КВ в войсках, промышленности так и не удалось наладить выпуск достаточно надежных в эксплуатации узлов и агрегатов. Коробка передач, например, в большинстве случаев не могла отработать без поломок даже тот ресурс, который гарантировали производители. Из-за плохих фильтров танки быстро выходили из строя при движении по пыльным дорогам. Плохо работала система охлаждения. Постоянно ломались бортовые фрикционы. Печально, но никакие требования и рекламации заводам-изготовителям не помогли изменить ситуацию к лучшему.

Стоит также упомянуть о плохом обзоре из машины и слишком большой массе танка. Последнее было бедой не только для самого КВ, который мог пройти далеко не по всем грунтам и не по каждому мосту, но и для окружающих. Например, если КВ-2 проходил по проселочной дороге, он так разрушал ее гусеницами, что движение колесной техники после него часто становилось невозможным.

К 1 июня 1941 года в войсках было 134 танка КВ-2. При этом сразу в бой могли пойти менее 20 машин — остальные были в ремонте либо не имели экипажей. Кстати, недостаток грамотных экипажей был серьезной проблемой частей, вооруженных тяжелыми танками. КВ были очень специфическими машинами, их было весьма затруднительно быстро освоить тем, кто в учебных частях ездил на Т-26 или на танкетках. Между тем многих танкистов готовили именно так.

Все вышеперечисленное «аукнулось» после начала Великой Отечественной войны. Да еще и усугубилось низким уровнем руководства танковыми войсками, характерным для Красной Армии в 1941 году. Отсутствие боевого опыта у командиров приводило к тому, что танковые части нередко получали приказы, которые были не только ошибочными, но и противоречащими друг другу. Танкистам, выдвинувшимся в одну точку, внезапно меняли место назначения на совершенно иное, порой даже не по одному разу. Машинам приходилось совершать многокилометровые бесцельные марши. Количество поломок во время таких передвижений было огромным. А если танк выходил из строя и поблизости не было ремонтников, его приходилось бросать, по возможности взорвав, чтобы не достался врагу. Даже если возможность ремонта была, КВ еще надо было как-то отбуксировать в тыл. С учетом его массы задача была очень непростой. Как правило, поврежденные танки эвакуировались тракторами «Ворошиловец». Для того чтобы утащить КВ, нужно было как минимум два таких трактора, потому что один просто‑напросто ломался.

К сожалению, в первые дни войны танки вообще было затруднительно эвакуировать, потому что немцы наступали очень быстро и поврежденные машины оказывались на захваченной территории.

Но все же надо отдать должное КВ-2. В тех случаях, когда этому танку все-таки удавалось вступить в бой с немецкими войсками, агрессорам приходилось несладко. Тяжелые советские машины выдерживали огонь большинства противотанковых и танковых орудий вермахта, а вот попадание 152-мм снаряда практически гарантированно уничтожало любой немецкий танк. Имеются свидетельства того, как КВ-2, по которому велся интенсивный огонь, спокойно добирался до позиций противотанковой артиллерии, давил и расстреливал пушки. Та же участь ждала и гитлеровские танки, особенно легкие. В целом, если находились опытные танкисты и грамотные командиры, танки КВ обоих типов неизменно наносили противнику большой ущерб. Увы, на первом этапе войны таких случаев было значительно меньше, чем хотелось бы.

Производство танков КВ-2 прекратили в октябре 1941 года. Причинами такого решения были как технические недостатки машины,так и то, что фактически этот танк был просто не нужен армии в начале Великой Отечественной войны. 152-мм пушка, например, явно была лишней тогда, когда с лихвой хватало 76-мм орудия на Т-34 или КВ-1. Добавим также значительно больший расход материалов на постройку КВ-2, и получается, что этот исполин был обречен на вымирание.

Последнее применение танков КВ-2 в боях против гитлеровцев состоялось в ходе битвы под Москвой зимой 1941–1942 гг. Так получилось, что башня одного из этих танков провоевала дольше машины, с которой была снята. Эта башня была установлена на бронепоезд «За Родину», который сражался на южном направлении до 17 июля 1942 года, после чего погиб под ударами гитлеровской авиации.

В наши дни единственный полностью аутентичный КВ-2 можно увидеть в Центральном музее Вооруженных сил в Москве.