Механизм поворота башни имел ручной и электрический приводы, а для вертикального наведения использовался ручной секторный подъёмный механизм.

При заряжании гаубицы открывался затвор, опускался лоток на люльку, снаряд клался на лоток, вдвигался в камору и затем досылался специальным прибойником-досылателем. При этом отмечалось, что «досылка должна производиться энергично, для того, чтобы поясок снаряда врезался в нарезы, иначе в момент выстрела возможна авария орудия». Движение танка с заряженной гаубицей не разрешалось «во избежание сползания снаряда в каморе от тряски».

На танке КВ-2, как и на КВ-1, устанавливался 12-цилиндровый дизельный двигатель В-2К мощностью 600 л.с. при 2000 об/мин, эксплуатационная мощность 500 л.с. при 1800 об/мин. Двигатель имел водяное охлаждение — два радиатора общей ёмкостью 60 л. Топливо в дизель подавалось принудительно при помощи топливного насоса НК-1. Ёмкость бензобаков составляла 615 л.

Трансмиссия состояла из многодискового главного фрикциона сухого трения (ферродо по стали), пятиступенчатой коробки перемены передач, многодисковых бортовых фрикционов сухого трения с ленточными тормозами и двух бортовых редукторов.

Ходовая часть состояла из шести опорных катков с внутренней амортизацией, трёх обрезиненных поддерживающих катков, направляющего и ведущего колёс (на один борт). Подвеска опорных катков торсионная. Гусеница состояла из 87–90 траков шириной 700 мм.

На машинах КВ-2 установочной партии, июльского и, возможно, части танков августовского выпуска, устанавливались штампованные опорные катки с внутренней амортизацией, имевшие в диске восемь отверстий, служивших для вентиляции резиновых амортизаторов. В августе 1940 года число отверстий в диске сократилось до шести. В таком виде катки выпускались до июня 1941 года.

Поддерживающие катки на ленинградских КВ встречаются двух видов: литые, с шестью рёбрами жёсткости, и штампованные, без рёбер. Последние устанавливались на танки с марта 1941 года.

На танках КВ выпуска 1940 года очиститель ведущего колеса (грязеочиститель) собирался на болтах из двух деталей, что приводило к его поломкам при движении танка по тяжёлым грунтам. В начале 1941 года его конструкцию усилили, и теперь он отливался одной деталью.

Электрооборудование КВ выполнялось по однопроводной схеме, напряжение 24 В. Источниками электроэнергии служили генератор ГТ-4563А мощностью 1 кВт и четыре аккумуляторные батареи 6-СТЭ-144 по 144 А/ч каждая.

Все танки КВ-2 оснащались радиостанцией 71-ТК-3 и танковым переговорным устройством ТПУ-4бис.

На танках КВ-2 выпуска 1940 года ЗИП укладывался в три ящика на надгусеничных полках: один на правой и два на левой. На левой же полке крепилась двуручная пила. На КВ-2 выпуска 1941 года размещение ящиков изменилось: теперь на левой полке крепился один, а на правой два ящика, а крепление пилы перекочевало на внутреннюю часть крышки заднего ящика с правой стороны.

На КВ имелось два типа буксирных тросов — с плетёными и литыми коушами. Плетёные имели все КВ-2 выпуска 1940 года, а литые — машины производства 1941-го.

Как минимум на одном КВ-2 (машина, проходившая ремонт на Кировском заводе в Ленинграде в августе 1941 года) были смонтированы дополнительные топливные баки прямоугольной формы (на надгусеничных полках). Такие баки также ставились на КВ-1 выпуска августа — сентября 1941 года.

По окончательно утверждённой 6 июля 1940 года организации механизированный корпус РККА должен был состоять из двух танковых и моторизованной дивизий, а также корпусных частей. Каждая из двух его танковых дивизий включала в себя два танковых (в каждом четыре батальона — один тяжёлых, два средних и один огнемётных танков), мотострелковый, артиллерийский полки и ряд других частей и должна была иметь на вооружении среди прочих 105 КВ (по одному батальону — 52 машины — в каждом полку).

Именно по такому штату формировались танковые дивизии первых девяти мехкорпусов в 1940 году. Однако производство тяжёлых танков значительно отставало от планов формирования — напомним, что за 1940 год всего было изготовлено 373 КВ. А в связи с формированием ещё 20 механизированных корпусов (решение об этом было принято в начале февраля 1941 года) полное укомплектование полков танковых дивизий машинами КВ вообще отодвигалось на неопределённый срок. Поэтому директивами наркома обороны от 20 февраля 1941 года танковые полки переводились на новый штат, по которому их первые танковые батальоны (на КВ) переформировывались с пятиротного на трёхротный состав (по десять машин в роте и танк командира батальона). Теперь батальон насчитывал 31 КВ, и ещё один КВ имелся в составе взвода танков командования дивизии. Таким образом, с февраля 1941 года в танковой дивизии мехкорпуса насчитывалось 63 КВ (а всего 375 танков). Однако окончательно переформирование батальонов тяжёлых танков в дивизиях завершилось в марте 1941 года. При переходе на новый штат было скорректировано и количество КВ-2 в батальонах тяжёлых танков: при смешанной комплектации предполагалось вооружить одну роту (10 машин) КВ-2, а остальные КВ-1. При такой организации в танковой дивизии числилось 20 КВ-2 и 43 КВ-1 (например, в 4-й танковой 6-го мехкорпуса). Однако по факту встречались различные варианты сочетания КВ-1 и КВ-2 в танковых полках (к примеру, 15-й танковый полк 8-й дивизии 4-го мехкорпуса к 22 июня 1941 года — 15 КВ-1 и 15 КВ-2).

Благодаря сохранившимся сводкам по отгрузкам танков КВ с Ленинградского Кировского завода, которые старший военпред на ЛКЗ А. Шпитанов отправлял в ГАБТУ КА, можно установить, куда отправлялись танки КВ-2 (см. таблицу).

Здесь следует сказать о том, что ещё 4 ноября 1940 года ГАБТУ КА совместно с дирекцией Кировского завода составило и утвердило план модернизации находящихся в войсках танков КВ, на которых были установлены недоработанные коробки перемены передач (без замка). В это количество включались как все машины установочной партии, так и танки июльского выпуска 1940 года (всего 31 машина, из них 25 КВ-2). По утверждённому графику предполагалось все работы провести в январе — мае 1941 года, при этом на них должны были ставиться новые коробки перемены передач, бортовые фрикционы и некоторое другое оборудование по образцу КВ выпуска 1941 года.

Танк КВ-2 (№ У-4), вид сзади. Хорошо виден съёмный лист на корме башни, служащий для установки и демонтажа 152-мм гаубицы МТ-1 (танковый вариант гаубицы М-10), а также отверстия для стрельбы из пулемёта ДТ справа и слева от него (АСКМ).

К 15 апреля 1941 года на Кировский завод прибыло 14 подлежащих модернизации танков, из них один КВ-2 (№ У-2 из состава 8-й танковой дивизии КОВО). Однако военпреды сообщали в ГАБТУ КА, что несмотря на наличие утверждённого графика, к работам ещё не приступали «по причине того, что в заделе нет основных узлов, таких как КПП и б/фрикционы». Поэтому дальнейшую отгрузку из войск подлежащих модернизации КВ приостановили, а Кировский завод приступил к этой работе только во второй половине мая 1941 года. По состоянию на 20 мая разобрали для ремонта семь прибывших КВ, но до начала Великой Отечественной войны закончить работу не удалось, хотя 16 июня для модернизации доставили ещё два КВ-2 из 2-й танковой дивизии ПрибОВО (№ А-3604 и № А-3622). Таким образом, на Кировский завод прибыло из РККА 16 КВ, из них три КВ-2.

Исходя из данных отгрузки и приведённых сведений о модернизации, посмотрим, как распределялись танки КВ-2 к началу Великой Отечественной войны.