Летом 1940 года по итогам Зимней войны и сравнительных испытаний было решено закрыть работы по темам тяжёлых танков СМК и Т-100, и сконцентрироваться на развитии и модернизации танка КВ-1, запущенного в серийное производство. 17 июня 1940 года СНК СССР и ЦК ВКП(б) приняли постановление № 1288-495сс, в котором Кировскому заводу указывалось создать на базе танка КВ два танка с бронёй 90-мм (один с 76-мм пушкой Ф-32, другой с 85-мм пушкой), два танка с бронёй 100-мм (один с 76-мм пушкой Ф-32, другой с 85-мм пушкой) и одну самоходную установку с 152-мм пушкой БР-2.

Разрабатываемый танк с броней 100-мм на Кировским заводе обозначался как "Т-220", "КВ-220", или "Объект 220". Ведущим инженером машины был назначен Л.Е. Сычёв, позже Б.П. Павлов. Корпуса предполагалось изготовить на Ижорском заводе, первый планировалось передать на Кировский в конце октября, а второй в ноябре. 5 декабря 1940 года танк был закончен, хотя по плану должен был быть изготовлен к 1 декабря 1940 года.

По сравнению с обычным КВ бронирование данного танка достигало 100-мм. Для Т-220 разработали новую башню, в которой установили 85-мм пушку Ф-30. Данное орудие было специально спроектировано для этого танка в КБ завода № 92 под руководством Грабина и осенью 1940 года успешно прошло испытания в танке Т-28. Это увеличило массу танка, что привело к удлинению шасси (7 опорных катков и 4 ролика на один борт). В качестве силовой установки вместо 500-сильного В-2К использовался опытный четырёхтактный 12-цилиндровый V-образный 700-сильный (515 кВт) В-5, или по другим данным В-2Ф (В-10) мощностью 850 л.с. Экипаж танка и приборное оборудование не изменились. 30 января 1941 года опытный образец КВ-220 поступил на испытания, но на следующий день испытания были прекращены, из-за выхода из строя двигателя.

В марте 1941 года руководство Красной Армии получило от разведки информацию о том, что в Германии разработаны танки с мощным бронированием, уже поступающие на вооружение Вермахта. Было решено принять ответные меры. 7 апреля 1941 года СНК СССР и ЦК ВКП(б) приняло постановление №827-345сс. В нём определялись новые параметры для танка КВ-3. Так, танк должен был иметь броню 115-120-мм, новую башню с вооружением 107-мм пушкой ЗиС-6. Новый танк получил заводское обозначение объект 223 и разрабатывался на базе Т-220. Ранее название КВ-3 планировалось дать танку Т-150, с бронёй 90-мм и 76-мм пушкой Ф-34.

Для ускорения работ по испытанию новых узлов и агрегатов нового танка КВ-3 решено было использовать КВ-220. 20 апреля 1941 года КВ-220 догруженный до 70 тонн (расчетной массы КВ-3) и новым двигателем, вышел на испытания. 20 мая танк был отправлен на капитальный ремонт. Помимо текущих доработок на него установили форсированный двигатель В-2СН, который мог развивать максимальную мощность до 850 л.с. Последний этап испытаний проходил с 30 мая по 22 июня и был прерван в связи с начавшейся войной. К этому времени танк прошёл 1985 км.

После нападения Германии на Советский Союз танкостроительные программы были серьёзно пересмотрены. Так 26 июня 1941 года вышел приказ №253сс Наркомата Тяжёлого Машиностроения, согласно которому, подготовка производства КВ-3 с Кировского завода снималась и переносилась на Челябинский тракторный завод. Однако Т-220 не был эвакуирован в Челябинск, а находился на Кировском заводе. И только в начале октября 1941 года было принято решение передать опытные танки в войска. Танк прошёл необходимый ремонт, на нём была поставлена башня от серийного КВ с 76,2-мм пушку ЗИС-5 (по другим данным 76,2-мм пушка Ф-32) и отправили на фронт.