Уже в мае 1942 г. первый опытный образец «Объект 233» изготовили в металле и направили на заводские испытания.

Нет ничего удивительного в том, что разработанный и изготовленный в такой спешке танк отличался целым рядом недостатков. Девятискоростная КПП с тройным демультипликатором с трудом обеспечила разгон машины до максимальной скорости. Разрушались опорные катки и траки, на поворотах спадала гусеница. Тяжело переживавший эти неприятности Н.В. Цейц в разгар испытаний скоропостижно скончался. Все это не на шутку встревожило Ж.Я. Котина.

И тут вновь пригодились смелость и техническая грамотность Н.Ф. Шашмурина. Назначенный на смену Н.В. Цейца ведущим конструктором по танку KB-13, Николай Федорович попытался быстро спасти положение, приняв ряд срочных технических и организационных решений. Так, вместо девятискоростной КПП с тройным демультипликатором он решил установить в танк проверенную на KB-1С и подтвердившую свою эффективность восьмискоростную КПП с демультипликатором. Вместо новых узлов ходовой части, не выдержавших испытание, в танке «Объект 233» также были установлены оправдавшие себя узлы, заимствованные от KB-1С.

Однако этих мер оказалось недостаточно. Танк снова испытаний не выдержал. Тогда Шашмурин в инициативном порядке со своей группой занялся разработкой двух новых вариантов этого танка. Заново были спроектированы башни с двумя вариантами вооружения: с 76-мм пушкой ЗИС-5 («Объект 233») и 122-мм гаубицей У-11 («Объект 234») в башне, заимствованной у опытного тяжелого танка КВ-9. Удачно были использованы двухступенчатые планетарные механизмы поворота, разработанные А.И. Благонравовым. Подверглась дополнительному усовершенствованию система охлаждения двигателя. Заимствованный от KB-1С гусеничный движитель был облегчен за счет применения в гусеницах нечетных безгребневых траков.

В течение второго полугодия 1942 г. Н.Ф. Шашмурин буквально «проталкивал» на Опытном танковом заводе изготовление измененных узлов и агрегатов. Наконец, с декабря началась сборка двух новых вариантов KB-13. Появление на советско-германском фронте новых немецких тяжелых танков T-VI «Тигр» с 88-мм пушкой и 100-мм лобовой броней и штурмовых орудий «Фердинанд» с 88-мм пушкой и 200-мм лобовой броней стимулировало дальнейшие работы.

Здесь и пригодились наработки, начатые еще Н.В. Цейцем и продолженные инициативным Н.Ф. Шашмуриным. Они, фактически, спасли положение. Уже 24 февраля 1943 г. выходит постановление ГКО №2943сс, обязывающее ЧКЗ и завод №100 НКТП (новое название Опытного танкового завода) изготовить и предъявить на госиспытания два опытных образца танка «Иосиф Сталин» (ИС).

Исходными образцами для них послужили последние варианты KB-13: «Объект 233» получил обозначение ИС-1, «Объект 234» - ИС-2. После оперативного проведения некоторых дополнительных конструктивных мероприятий танки были направлены на госиспытания, которые начались 22 марта 1943 г. и продолжались около месяца. При меньшей массе танки ИС имели преимущество перед танками KB-1С по броневой защите, были равноценны (а в варианте ИС-2 превосходили их) по мощности вооружения и обладали более высокой скоростью движения. В числе выявленных недостатков было отмечено слишком большое межкатковое расстояние, что приводило на мягких грунтах к прогибу ветвей гусениц между соседними катками и к увеличению сопротивления движению. Было рекомендовано увеличить число опорных катков.

Не ожидая завершения испытаний, на ЧКЗ, заводе №100 и на основных предприятиях-смежниках (УЗТМ, завод №200) спешно готовилось серийное производство танков ИС и комплектующих изделий к ним.

Но тут возникло обстоятельство, вызвавшее сомнение в правильности выбора оружия для танков ИС. В начале апреля 1943 г. на НИИБТП в подмосковную Кубинку был доставлен трофейный образец «Тигра». Появилась возможность достоверно определить его реальную броневую защиту. Постановлением ГКО от 15 апреля 1943 г. №3187сс Наркомату вооружения было поручено создать мощные танковые пушки, способные эффективно бороться с новой бронетанковой техникой врага.

В Кубинку были направлены различные артсистемы для определения их сравнительной эффективности при реальном обстреле трофейного танка. Проведенными в конце апреля стрельбами было установлено, что наиболее эффективно поражает броню «Тигра» 85-мм зенитная пушка 52-К обр. 1939 г., которая с дистанции до 1000 м уверенно пробивает его 100-мм лобовую броню.

5 мая 1943 года вышло Постановление ГКО №3289сс «Об усилении артиллерийского вооружения танков и самоходно-артиллерийских установок», обязавшее артиллерийских конструкторов В. Г. Грабина (Центральное артиллерийское конструкторское бюро ЦАКБ) и Ф.Ф. Петрова (КБ завода №9) разработать 85-мм танковые пушки с баллистикой зенитного орудия 52-К и установить их в двух опытных танках ИС и в двух серийных KB-1 С.

Опытные тяжелые танки «Объект 233» и «Объект 234»

Разработку новых танковых пушек выполнили в месячный срок. В первой половине июня две пушки С-31 (конструкции ЦАКБ) и две Д-5Т (Завод №9) были изготовлены в металле.

Параллельно группа Н.Ф. Шашмурина на заводе №100 проводила эскизную проработку компоновки новых пушек в боевых отделениях танков ИС. И тут выяснилось, что установка 85-мм пушки в башню с имеющимся диаметром погона в свету (1535 мм) резко ухудшит условия работы экипажа. Для обеспечения нормальных условий диаметр был увеличен до 1800 мм, что, в свою очередь, потребовало увеличения длины танка на 420 мм и введения дополнительно двух опорных катков (по одному на каждый борт). С учетом утяжеления башни под увеличенный диаметр погона все перечисленные изменения привели к увеличению массы танка до 44 т, соответствующему снижению удельной мощности и ухудшению динамики машины.

В начале июля были изготовлены четыре варианта опытных танков с 85-мм пушками: два танка ИС с увеличенными башнями и пушками С-31 (ИС №1) и Д-5Т (ИС №2), два KB-1С (с пушкой С-31 в штатной башне и с пушкой Д-5Т в увеличенной башне). Заводские испытания всех четырех вариантов были проведены в течение июля 1943 г. Лучшие результаты оказались у танков с пушкой Д-5Т. Они получили наименование, соответственно, КВ-85 и ИС-85. Варианты танков с пушкой С-31 забраковали. 31 июля танки КВ-85 и ИС-85 направили на госиспытания в Кубинку. По результатам испытаний оба образца были рекомендованы комиссией к принятию на вооружение.