Первые бои Советско-Финской войны, в которых приняли участие тяжелые танки КВ-1, наглядно продемонстрировали эффективность этого класса бронетехники. 76-миллиметровой пушки танков было достаточно для поражения любых бронированных целей. В то же время, это оружие не позволяло уничтожать множество видов фортификационных сооружений. Если деревоземляную точку можно было разбить при помощи снаряда калибра 76 миллиметров, то для пробития бетонных стен более серьезных сооружений этого оружия уже не хватало.
Военный Совет Северо-Западного фронта предложил усилить вооружение тяжелого танка. Вместо 76-мм пушки они хотели видеть гаубицу калибра 152 миллиметра. Опыт эксплуатации полевой артиллерии такого калибра показывал ее достаточную мощь для того, чтобы эффективно бороться с серьезными укреплениями противника. Военное руководство страны одобрило это предложение и в январе 1940 года конструкторское бюро (СКБ-2) Кировского завода (Ленинград) получило задание оснастить танк КВ-1 152-мм гаубицей. На выполнение важного задания дали всего несколько дней. Из-за этого конструкторский коллектив под руководством Ж.Я. Котина был вынужден перейти на казарменное положение. Рабочий день инженеров длился по 16-18 часов. Свободного времени хватало только на сон, да и то не всегда.
Первоначально в качестве вооружения для обновляемого танка рассматривалась 152-мм гаубица образца 1909/30 годов. Она имела подходящие для установки на танк габариты, но при этом ее характеристики были уже недостаточны. Затем взгляд конструкторов и военных пал на 152-мм гаубицу обр. 1938 года, также известную под названием М-10. Огневые характеристики этого орудия были гораздо лучше, чем у предыдущего. В то же время, казенная часть гаубицы и ее противооткатные устройства имели такие размеры, при которых требовалась новая башня. Собственно говоря, большая часть отведенного на создание танка времени ушла на создание новой башни. По сравнению с башней КВ-1 она имела большие габариты, хотя диаметр погона остался прежним. Благодаря этому не понадобились трудоемкие переделки бронекорпуса и ряда систем. Новая башня получила индекс МТ-1. Примечательно, что новый тяжелый танк с гаубицей большего калибра в документах обозначался как «танк с большой башней». Оригинальный КВ, в свою очередь, в этот период значился под названием «танк с малой башней».
Дополнительное вооружение танка состояло из трех пулеметов ДТ. Один из них был спарен с пушкой. Два других устанавливались в шаровых установках на лобовом листе корпуса и задней стенке башни. Общий боекомплект трех пулеметов включал в себя 3087 патронов (49 дисковых магазинов).
Обновленное вооружение глубоко модернизированного танка КВ-1 потребовало увеличить экипаж. Теперь он состоял из шести человек: командир танка, командир орудия (наводчик), его помощник (замковой), механик-водитель, помощник водителя и стрелок-радист. В обязанности командира орудия и помощника входили действия, ранее выполнявшиеся одним заряжающим.
10 февраля 1940 года первый опытный «танк с большой башней» начал пробные стрельбы. Проводились они прямо на территории Кировского завода, на траншейном стенде. Стрельбы были признаны удовлетворительными, да и ходовая часть не подвела. Единственная проблема с конструкцией касалась дульной крышки. Для предотвращения попадания пуль, осколков и другого крупного «мусора» в ствол была установлена специальная круглая деталь. Открытие дула производилось автоматически, за долю секунды перед вылетом снаряда. При первом же пробном выстреле крышка была сорвана с креплений и куда-то улетела. Стало понятно, что эта деталь танка – лишняя. На втором прототипе «танка с большой башней» дульная крышка не устанавливалась, а с первого были сняты остатки механизма закрытия.