В 1940 году существовало два варианта бронировки орудийной маски Л-11. На ранней отсутствовала планка под стволом орудия, имелся паз под средний болт крепления (с правой стороны по ходу) и болт сверху. Точно не удалось установить, до какого периода ставились такие маски. С большой долей вероятности можно сказать, что их отменили не позднее конца сентября 1940 года. На более позднем варианте маски Л-11 присутствовала планка-перемычка под стволом, но отсутствовали паз вместе со средним болтом и болт сверху. Со второй половине октября 1940 года (с танка № 3706) в лобовом листе корпуса появилась шаровая установка курсового пулемета. Она обеспечивала угол обстрела по горизонту до 30 градусов, и по вертикали от -5 до +15 градусов. Тогда же количество запасных пулеметов сократилось до одного. В январе 1941 года унифицировали конструкцию пулеметной установки в лобовом листе корпуса и кормовом листе башни. Теперь она имела угол обстрела по горизонту в 30 градусов, и столько же — по вертикали.
С начала января 1941 года заменили артиллерийское вооружение КВ-1 — вместо пушки Л-11 стали устанавливать 76,2-мм орудие Ф-32 конструкции завода № 92 в Горьком. Новая артсистема имела длину ствола 31,5 калибра и клиновой затвор с полуавтоматикой копирного типа. Для стрельбы из пушки и спаренного с ней пулемета ДТ сначала использовались перископический прицел ПТ-6 и телескопический ТОД-6, а с марта 1941 года — ПТ-8 и ТОД-8. Углы наведения орудия по вертикали составляли от -5 до +25 градусов. Для стрельбы из Ф-32 использовались те же боеприпасы, что и для Л-11. Начальная скорость бронебойного снаряда составляла 612 м/с, бронепробиваемость — 52 мм гомогенной брони, установленной вертикально, на дальности 1000 м.
На танках КВ-1 из числа машин установочной партии, прошедших модернизацию на Кировском заводе в мае — июле 1941 года, вместо пушки Л-11 монтировали Ф-32. Таким образом, получился некий гибрид: круглая башня и маска с орудием Ф-32. Таких танков было 11 штук.
В сентябре 1941 года, из-за отсутствия Ф-32, на танки КВ-1, выпускаемые в Челябинске, стали устанавливать 76,2-мм пушку ЗИС-5, разработанную конструкторским бюро завода № 92 в Горьком. Это орудие, разработанное на базе артсистемы Ф-34, отличалось от нее некоторым изменением люльки и рядом мелких деталей. ЗИС-5 имела длину ствола в 41,5 калибр и затвор с полуавтоматикой копирного типа. Благодаря установке нового гидравлического тормоза отката длина последнего при стрельбе составляла 320–370 мм. Для ведения огня из спаренной установки пушки и пулемета использовались телескопический прицел ТМФД-7 и перископический ПТ-4-7. Также использовались телескопические 9Т-7, 10Т-7, 10Т-13 и перископический ПТ4-13.