Танк ИС-2 по сути был модернизацией ИС-1, направленной на дальнейшее повышение его огневой мощи. По компоновке он принципиально не отличался от ИС-1 и КВ-85. За счет более плотной компоновки пришлось отказаться от люка механика-водителя, что зачастую приводило к его гибели при поражении танка.
При весе танка 46 тонн его бронезащищенность была очень высокой, толщина брони лба корпуса верха - 120мм, низа - 100мм, бортов - 90мм, лба и бортов башни - 100мм, крыши - 30мм, днища - 20мм. Бронестойкость лба корпуса была также увеличена за счет исключения ломаного верхнего лобового листа.
Для танка ИС-2 специально была разработана 122-мм пушка Д-25Т, башня ИС-1 имела резерв по модернизации и позволяла без серьезных переделок поставить более мощную пушку.
В качестве силовой установки использовался дизельный двигатель В-2-ИС мощностью 520 л.с. обеспечивающий скорость по шоссе 37 км/час и запас хода 240 км.
Танк ИС-2 был гораздо сильнее защищён, чем Pz.Kpfw.V «Panther» и Pz.Kpfw.VI Tiger и незначительно уступал только Pz.Kpfw.VI Tiger II. Тем не менее, 88-мм пушка KwK 36 L/56 пробивала нижний лобовой лист с дистанции 450 м, а противотанковая 88-мм пушка Pak 43 L/71 на средних и дальних дистанциях пробивала башню с дистанции порядка 1000 м. При этом 122-мм пушка ИС-2 пробивала верхнюю лобовую деталь Pz.Kpfw.VI Tiger II только с дистанции до 600 м.
Поскольку основным назначением советских тяжёлых танков был прорыв сильно укреплённых полос обороны противника, насыщенных долговременными и полевыми фортификационными сооружениями, то серьезное внимание уделялось осколочно-фугасному действию снарядов 85-мм пушки.
Танк ИС-2 был самым мощным советским танком, принимавшим участие в войне, и одной из сильнейших машин в классе тяжёлых танков. Он был единственным советским тяжёлым танком, который по совокупности своих характеристик мог противостоять немецким танкам второй половины войны и обеспечивал проведение наступательных операций с преодолением мощной и глубоко эшелонированной обороны.
Танк ИС-3 был последней моделью в этой серии тяжелых танков. Он был разработан уже в конце войны и в боевых действиях участие не принимал, он только прошел на параде в Берлине в сентябре 1945 года в честь победы союзных войск во Второй мировой войне.
По компоновке и вооружению это был танк ИС-2. Основная задача ставилась в существенном повышении его бронезащищенности. При разработке танка были учтены выводы и рекомендации по результатам использования танков во время войны, особое внимание было обращено на массовое поражение лобовых частей защиты корпуса и башни. На базе ИС-2 были разработаны новые корпус и башня обтекаемой формы.
Был разработан новый лобовой узел корпуса танка с приданием ему трехскатной формы типа «щучий нос», также был возвращен люк механика-водителя, который отсутствовал на ИС-2. Башня была литой, ей придавалась каплевидная обтекаемая форма. Танк имел хорошую бронезащищенность, толщина брони лба корпуса - 110мм, бортов - 90мм, крыши и днища - 20мм. Толщина брони лба башни доходила до 255мм, а толщина стенок в нижней части была 225мм и в верхней 110мм.
Силовая установка, вооружение и ходовая были заимствованы у танка ИС-2. В связи с множеством конструктивных недостатков танка, которые так и не удалось устранить, ИС-3 в 1946 году был снят с вооружения.