衛國戰爭期間，蘇聯將KV-1重型坦克的生產工廠搬遷到烏拉爾地區附近並進行KV-1 1940年型等的裝甲應急升級，以應對越來越強的德國反坦克火力，命名為KV-1E，字母E是「ekranami」的縮寫，意為「佩戴盾牌」。據說改裝了150-200多輛車，沒有確切數據。
KV-1 1940年型
KV-1E是在原車體和炮塔上用大型螺栓安裝附加裝甲，或用戰鬥中被損毀的坦克改裝。附加裝甲是定製的20毫米軟鋼板，可以疊加多層。改裝後，其裝甲厚度甚至超過了著名的「虎」式坦克。但它的火炮還未更換，仍是76毫米F-32坦克炮，威力不如T-34的F-34炮。這種改裝確實讓KV-1的防護相當靠譜，但讓原本就不怎麼樣的可靠性雪上加霜了，以致於後來蘇聯為了提高機動性做出了降低非重點部位裝甲的KV-1S。
KV-1E的裝甲厚度可達110-120毫米，可以防禦絕大多數德國反坦克炮。重量從45噸增至50噸，使原本就脆弱的懸架系統更加不堪重負。F-32炮的倍徑較低，能發射AP彈和HE彈。AP彈的炮口初速為621米/秒，可在500米處擊穿垂直放置的66毫米均質鋼裝甲（RHA）。最大膛壓2300千克/平方厘米，後座距離360-420毫米；彈重6.23千克，俯仰-5°至+25°，火炮加上配套工具的重量是1582千克。副武器是3挺7.62毫米DT機槍，分別是同軸機槍和安裝在車體前方和炮塔後部的球形機槍座上。油箱容積615升。
在KV-1E之後，KV-1 1941年型沒有這樣連接附加裝甲板了，它的車體前方/側面和炮塔相比1940年型都增加了25-35毫米裝甲，把焊接炮塔改成鑄造炮塔，換裝倍徑更長的F-34坦克炮，火力追上了同期的T-34；後期型又更新為ZiS-5炮。
KV-1被送到西北和列寧格勒前線參戰，一些1941年生產的KV-1在1944年還在列寧格勒前線戰鬥，直到被IS-2重型坦克取代。不少KV-1因為機械故障被拋棄，被德國人完整俘獲。它在1945年還進入了中國東北。KV-1服役到二戰結束。戰後，一些倖存的KV-1被製作成二戰紀念碑，一輛沉入涅瓦河底的車還被俄羅斯打撈並修復到可運作狀態。英國的博文頓坦克博物館收藏了一輛KV-1B。
性能數據：
重量：50噸
乘員：5人（司機、車長、炮長、裝填手、機槍手）
武器：76毫米F-32坦克炮，3挺7.62毫米DT機槍
動力：V-2 V12柴油機，輸出600匹（bhp）的最大馬力
功重比：12馬力/噸
懸架：扭杆
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