Проект танка KB поначалу вела группа А. С. Ермолаева, но вскоре выяснилось, что им не под силу работа сразу над двумя проектами, и Ж. Я. Котин решил сформировать еще группу проектировщиков. Во главе ее он поставил энергичного и инициативного ведущего инженера Н. Л. Духова, впоследствии трижды Героя Социалистического Труда, поручив ему продолжить работу над проектом танка КВ. Николай Леонидович Духов стал танкостроителем лишь несколько месяцев назад. До этого он занимался инженерной подготовкой производства легкого автомобиля «Ленинград-1» на Кировском заводе, участвовал в усовершенствовании трактора «Универсал», проектировал железнодорожный кран большой мощности, имел отношение к модернизации танка Т-28. Дарование инженера-конструктора у него было настолько разносторонним, что он без особых усилий переходил от выполнения одного задания к другому, всюду добиваясь высоких результатов. Видимо, поэтому в СКБ-2 не очень удивились, когда главный конструктор поручил ему руководить работами над однобашенным вариантом тяжелого танка. Кроме Н. Л. Духова в группу проектировщиков вошли молодые инженеры-конструкторы Е. П. Дедов, В. А. Козловский, П. С. Тарапатин, В. И. Та-ротько, А. С. Шнейдман и другие. Технический проект группа Н. Л. Духова разработала в течение месяца, творчески использовав многие конструкторские решения группы А. С. Ермолаева. Обе группы работали дружно и инициативно, не стремясь к закреплению авторства той или иной технической новинки, а руководствуясь исключительно интересами дела. «Творческий энтузиазм в это время на заводе поднялся на небывалую высоту,— вспоминает парторг КБ Г. В. Бурханов.

— Создание нового танка стало не только делом конструкторов, но и делом всего завода. Партийная организация горячо одобрила идею и оказала всемерную поддержку Ж. Я. Котину в повседневной работе. Конструкторское бюро Котина стало поистине штабом по руководству всеми делами создания новой машины. Нужно было чувство острой ориентировки, чтобы не потерять верного направления, и, как показала жизнь, главный конструктор полностью владел этим чувством...» По сравнению с другими машинами этого класса танк KB получился компактнее. Над его компоновкой творчески потрудились дипломники Военной академии механизации и моторизации РККА В. П. Павлов, Л. Н. Переверзев, В. К. Синозерский и Г. А. Турчанинов, С. М. Касавин.

Выпускники-дипломники под руководством Л. Е. Сычева, а затем и Н. Л. Духова выполнили комплексный проект. Их работа послужила основой для дальнейшей разработки проекта тяжелого однобашенного танка KB1. По предварительным расчетам новый танк имел массу до 47 т, то есть на 8 т меньше СМК. Экипаж состоял из 5 человек вместо 7. Зарубежные танки массой в 45—50 т имели броню не более 30 мм, а у однобашенного кировского танка толщина брони составляла по первоначальным расчетам 75 мм. Ни одна противотанковая пушка из существовавших в 1938—1939 гг. не могла ее пробить. Учитывая опыт военных действий в Испании, конструкторы старались расположить броневые листы корпуса так, чтобы снаряды рикошетировали. Корпус танка разрабатывался при участии старейшего конструктора Кировского завода К. И. Кузьмина и инженера-конструктора С. В. Мицкевича. Он состоял из отдельных сварных броневых листов, а для более прочной связи между листами внутри корпуса устанавливали уголки и накладки. В самых ответственных местах сварные швы усиливали гужонами.

Зная недостатки бензиновых моторов, конструкторы-кировцы решили подобрать дизельный мотор. В Харькове в то время проходили государственные испытания два типа новых дизельных двигателей: В-2, предназначенный для танка БТ-7М, и В-2В — для тяжелого артиллерийского тягача «Ворошилозец». В 1938 г. эти двигатели прошли государственные испытания, и теперь харьковчане работали над их усовершенствованием. Узнав об этом, Ж. Я. Котин командировал на Харьковский завод Н. Л. Духова. Там ему дали не двигатель, а только чертежи. Директор Кировского завода И. М. Зальцман, хорошо зная возможности мастеров-кировцев, решил собирать мотор на своем заводе.

Вскоре дизельный мотор был готов. Однако мощность двигателя, разработанного под средние танки и тягачи, для тяжелого танка оказалась недостаточной. Чтобы оказать помощь кировцам в столь сложном деле, из Харькова в Ленинград приехал один из конструкторов танкового двигателя Й. Я. Трашутин, а постоянным представителем харьковчан на Кировском заводе стал А. П. Покровский. 12-цилиндровый мотор В-2К, собранный на Кировском заводе, расходовал горючего меньше, чем бензиновый двигатель, обеспечивая запас хода до 250 км при той же емкости бака, в то время как на танке СМК запас хода составлял 220 км, а на танке Т-35 — 150 км.