При разработке КВ-13 конструкторы планировались решить следующие задачи:
«Дать проект боевой машины среднего веса, соединяющей способности широкого и быстрого маневра с силой лобового удара, а также упростить производство наиболее трудоемких деталей — корпуса, башни, трансмиссии». В соответствии с поставленными задачами масса КВ-13 была определена в пределах до 30 т, скорость до 65 км/ч, а броневая защита лобовой части должна была выдерживать огонь 88-мм зенитных орудий, которые немцы активно использовали для борьбы с КВ.
Снижение массы машины с одновременным усилением броневой защиты достигалось уменьшением габаритов танка. Высоту машины, по сравнению с КВ-1, удалось снизить на 210 мм и сделать ее короче на 700 мм. За счет внедрения нового бортового редуктора КВ-13 стал уже на 250 мм. Численность экипажа сократили до четырех человек за счет исключения стрелка-радиста. Благодаря этому удалось уменьшить внутренний забронированный объем танка.
После того как отказались от стрелка-радиста, появилась возможность переднюю часть корпуса выполнить выступающей вперед и придать ей обтекаемую форму для увеличения снарядостойкости. В результате лобовую часть запроектировали литой, при этом значительно увеличили ее толщину — до 120 мм.
Для упрощения производства корпус КВ-13 был комбинированным — он должен был собираться из литых и катаных броневых деталей, а башня отливалась вместе с рамкой пушки. Конструкция корпуса в целом имела меньшее (по сравнению с КВ-1) количество деталей, что уменьшало количество подгонок, стыков, сварных швов и значительно сокращало время изготовления и упрощало производство.
Танк КВ-1 с установками КРАСТ-1 (короткая артиллерийская реактивная система танковая), вид слева. Челябинск, завод № 100, лето 1942 года. 132-мм реактивный снаряд уложен на направляющей перед контейнером (АСКМ).
Вооружение КВ-13 состояло из 76-мм пушки ЗИС-5 и спаренного пулемета ДТ.
Пушка устанавливалась на специальных цапфах с шаровыми опорами, причем ее монтаж осуществлялся через крышу башни, для чего последняя делалась съемной. Кроме того, для защиты танка с боков и сзади в случае заклинивания башни, в стенках последней имелись четыре амбразуры для стрельбы из трех пистолетов-пулеметов ППШ, которые являлись личным оружием экипажа. Вращение башни при работающем двигателе производилось электромотором, а на стоянках — ручным приводом.
Силовая установка состояла из дизельного двигателя В-2К мощностью 600 л. с., двух воздухоочистителей, вентилятора охлаждения, пластинчатого радиатора подковообразной формы, двух масляных и двух топливных баков. Следует отметить, что система охлаждения КВ-13 по конструкции была аналогична системе охлаждения опытного легкого танка Т-50, изготовленного на Кировском заводе в начале 1941 году. Для запуска двигателя использовался инерционный стартер с электромотором, пусковое устройство на сжатом воздухе и ручной привод.