Khi chiến dịch Barbarossa bắt đầu, lực lượng thiết giáp Liên Xô có trong tay 508 chiếc KV mới[8]. Lớp giáp cực dày của nó không thể nào bị xuyên thủng trừ khi ở những điểm yếu và ở khoảng cách quá gần, hỏa lực mạnh và sự di chuyển êm của xích trên mặt đất. Vì vậy chúng tỏ ra khá mạnh khi đối đầu với những loại tăng nhẹ hơn như Panzer III và Panzer IV, quân đội Đức chỉ có thể dựa vào pháo phòng không FlaK 88 mm hoặc lựu pháo với cỡ nòng 105 mm trở lên để hạ gục KV.

Tuy nhiên, lính tăng Liên Xô trong giai đoạn đầu chiến tranh còn rất thiếu kinh nghiệm chiến đấu do quá trình huấn luyện chưa hoàn tất. "Hầu hết lính lái KV và T-34 chỉ có 3-5 giờ kinh nghiệm lái”, trích báo cáo đơn vị tăng từ ngày 22-16/6/1941. Thêm vào đó, khả năng phối hợp tác chiến chiến thuật lại hiếm khi được nhìn thấy ở cấp độ đại đội và tiểu đoàn. Kết quả là, rất nhiều xe tăng hạng nặng KV bị phá hủy không phải do địch mà do lỗi kỹ thuật và khả năng của kíp chiến đấu thiếu năng lực không biết cách sửa chữa khi xe hư hỏng. Thực tế thống kê cũng chứng minh điều đó, như trong những trận đánh tháng 8/1941, sư đoàn xe tăng hạng nặng số 10 mất 56 trong tổng số 63 chiếc KV, trong đó chỉ có 11 chiếc bị bắn hạ, 11 chiếc mất tích và tới 34 chiếc bị bỏ lại do trục trặc kỹ thuật. Còn tại Sư đoàn tăng 8, 43 trong số 50 chiếc KV bị mất thì chỉ có 13 chiếc bị bắn hạ, 2 chiếc bị sa lầy, 28 chiếc bị bỏ lại do trục trặc kỹ thuật.

Tuy vậy, vai trò của KV vẫn rất quan trọng. Trong năm 1941, KV-1 có thể hạ gục bất kỳ xe tăng nào của phát-xít Đức. Đã có rất nhiều chuyện về những chiếc KV-1 đơn độc còn lại ở phía sau quân Đức, tiếp tục chiến đấu trong nhiều ngày gây cho quân Đức những thiệt hại nặng nề. Ví dụ, chỉ một chiếc KV-1 bên cạnh đường gần Ốt-xtrốp (Vùng Ban-tích) đã giam chân cả một quân đoàn xe tăng Đức. Kết quả của trận chiến: 7 xe tăng Đức, một khẩu pháo chống tăng, trọn một khẩu đội pháo cao xạ 88mm, 4 chiếc bọc thép nửa bánh xích “Hanomag”, 12 xe tải bị riêng 1 chiếc KV tiêu diệt. Về sau chiếc KV chỉ bị hạ bởi một khẩu pháo phòng không 88mm của Đức.

Nếu nằm trong tay những lính tăng lão luyện, KV thực sự vẫn là một con quái vật. Tiêu biểu như thiếu tá anh hùng Zinoviy Kolobanov thuộc sư đoàn xe tăng số 1, diệt 22 xe tăng Đức trong một trận đánh hay thiếu tá Semyon Konovalov, lữ đoàn tăng 15, đã bắn hạ 16 xe tăng và 2 xe bọc thép Đức bằng chiếc KV của mình.

Raseiniai

Nhưng KV và T-34 được vận chuyển với số lượng không nhỏ và hoạt động khá lẻ tẻ nhưng đến chiến dịch Raseiniai, chúng được sử dụng khá triệt để để đối đầu lại lực lượng tăng Đức.Từ ngày 23-ngày 24/tháng 6, một chiếc KV-2 đơn lẻ đã hạ gục một vài đơn vị của sư đoàn Panzer số 6 cả ngày trên đầu cầu thuộc sông Dubysa ở phía dưới Raseiniai, Lithuania; phá hoại làm chậm đoàn Panzergruppe 4 tại Leningrad[9] cho đến khi nó bị tiếp cận và quân Đức đã may mắn cho được 1 quả lựu đạn vào được bên trong xe, khi kiểm tra xe bên trong có sáu người và chỉ còn duy nhất 1 viên đạn, sau đó họ đã chôn cất kíp lái xe tử tế vì tinh thần chiến đấu của họ.

Trong khuôn khổ các chiến dịch Panzer (Panzer Operations), tăng KV-1 mặc dù tiêu diệt được nhiều tăng địch, phá hủy được nhiều khẩu FlaK 88 mm nhưng cuối cùng vẫn bị tiêu diệt bởi những khẩu FlaK 88 mm bên cạnh. Kíp chiến đấu trong tăng thường bị bất tỉnh khi bị trúng đạn và nhiều người đã tự sát bằng lựu đạn họ mang theo chứ không để quân Đức chiếm xe. Họ được quân Đức chôn trong nghi thức quân nhân vì lòng danh dự, dũng cảm, một điều nhìn chung là khá bất thường so với cách quân Đức đối xử với quân đội khác. Nhiều người cho rằng tác giả của việc này Erhard Raus (chỉ huy tập đoàn Panzer số 6) đã ra lệnh làm như vậy[10].

Krasnogvardeysk

Vào ngày 14-tháng 8-năm 1941, đội tiên phong của sư đoàn tăng-thiết giáp Panzer số 8 tiếp cận Krasnogvardeysk (Gatchina) gần Leningrad (St Petersburg) và lực lượng Xô-Viết duy nhất còn lại ở đó chỉ là 5 chiếc KV-1 được cho ẩn náu kỹ lưỡng, được chôn bên dưới bề của một bãi đầm lầy.Chiếc KV-1 số hiệu 864 có chỉ huy là trung úy huyền thoại Zinoviy Kolobanov.

Quân Đức tấn công Krasnogvardeysk theo ba hướng. Ở gần Noviy Uchkhoz chỉ có một lối đi duy nhất để vượt qua bãi đầm lầy và chỉ huy của 5 chiếc KV quyết định chọn địa điểm này để ấn nấp và đột kích bất ngờ. Trung úy Kolobanov đã nghiên cứu kỹ lưỡng địa hình và các bước đi của quân Đức, ông đã phân đội của mình đến các địa điểm từ đêm hôm trước. Mỗi chiếc KV-1 mang theo hai đến ba viên đạn xuyên giáp hạng nặng. Kolobanov đã dặn lực lượng không được khai hỏa khi chưa có lệnh và phải đặc biệt lắng nghe kỹ lưỡng - không được manh động. Nhưng vì nhiều lý do nên ông quyết định không thông báo cho cả đội theo như kế hoạch ông định sẵn bên trên mà quyết định hành động một mình, ông tin rằng chỉ cần một chiếc KV-1 hành động đúng lúc có thể cho cả đội xe tăng Đức bị tiêu diệt.

Vào ngày 14-tháng 8, đội tiên phong phe Đức đi đúng ngay hướng mà lực lượng Liên Xô đã mai phục sẵn một cách kỹ càng. Chiếc KV của Kolobanov đã hạ gục chiếc tăng chỉ huy đi đầu đoàn tăng Đức với chỉ một phát đạn trúng đích. Những chiếc còn lại trong đội tiên phong tưởng rằng chiếc dẫn đầu đã bị vấp mìn và mắc kẹt ở đâu đó. Cả đoàn tăng Đức dừng lại quan sát, vô tình biến mình thành con mồi béo bở cho Kolobanov, ngay lập tức chiếc KV-1 do trung úy chỉ huy bắn nát chiếc tăng thứ hai. Đến lúc này, đoàn xe tăng đã phát hiện họ bị bắn lén, chúng bắn lung tung vì không biết hướng bắn của Kolobanov, chiếc KV-1 của ông nhẹ nhàng hạ gục các chiếc xe tăng tiếp theo, như kiểu hạ gục toàn bộ đoàn tăng chỉ bằng một cú đấm uy lực.

Mặc dù lực lượng Đức biết được hướng bắn nhưng họ chỉ có thể quay xe tăng và bắn lung tung về hướng đó trong khi xe tăng của Kolobanov vẫn có thể hướng được chính xác kẻ thù và chỉ cần một phát đạn duy nhất. Xe tăng của phe Đức tiếp tục di chuyển ra khỏi đường trượt xuống vùng đất mềm càng tạo điều kiện cho chiếc tăng của Kolobanov tiêu diệt nhiều hơn;có tổng cộng 22 chiếc xe tăng và thêm 2 khẩu pháo kéo tời bị tiêu diệt bởi chiếc tăng số 864 của Kolobanov. Để ghi công nhiều hơn, Kolobanov ra lệnh cho lực lượng xe tăng của mình tiến đến, tiêu diệt thêm 21 chiếc xe tăng Đức nữa. Chỉ sau có 30 phút nữa là trận đấu kết thúc. Có tổng cộng 43 chiếc xe tăng Đức bị tiêu diệt chỉ bởi 5 chiếc KV-1.

Chiến thắng vang dội của quân đội Liên Xô ở đây một phần là do sự chuẩn bị khéo léo của Kolobanov. Một phần khác là do đa phần số xe tăng Đức trong trận này là Panzer II (trang bị pháo 20 mm) và Panzer III (trang bị pháo 37 mm KwK 36 L/46.5 hoặc pháo 50 mm L/42). Pháo chính của xe tăng Đức không có uy lực như pháo 76 mm của KV-1 và cũng không đủ sức bắn xuyên giáp trước của KV-1. Sự bố trí chật hẹp giữa xích di chuyển của xe tăng Đức cũng làm cho số tăng này bị kẹt khi di chuyển qua bùn lầy, khiến chúng dễ bị bắn trúng hơn.

Sau trận đấu, chiếc KV-1 số 864 của Kolobanov đã tiêu diệt được 22 chiếc xe tăng Đức. Sau khi về căn cứ, tổ lái đếm được 135 phát đạn của xe tăng Đức bắn trúng xe, nhưng không có phát đạn nào xuyên nổi giáp của chiếc KV-1 này. Trung úy Kolobanov được trao tặng huân chương Lenin (Order of Lenin), trong khi đó người lái tăng Usov được trao tặng huân chương Cờ Đỏ (Order of the Red Banner). Về sau, trong trận chiến mùa đông, trung úy Kolobanov lại một lần nữa ghi công vang dội và được sách báo ca ngợi. Sau thế chiến II, ông được di chuyển về hoạt động tại Đông Đức, rồi bị tòa án binh kỷ luật do 1 lần tự ý đi đến khu vực kiểm soát của quân Anh. Ông được rút về làm công tác huấn luyện, sau đó rời quân ngũ để làm việc trong 1 nhà máy ô tô.

Trận đánh Krasnogvardeysk được đưa lên các phương tiện truyền thông đại chúng của Liên Xô rất nhiều. Một đài tưởng niệm tại làng Noviy Uchkhoz để kỉ niệm về trận đánh huyền thoại này được xây dựng vào năm 1980, tại nơi đây kỉ niệm chiếc KV-1 của Kolobanov. Nhưng vì tìm không được chiếc KV-1 nào để trưng bày nên đành phải sử dụng xe tăng hạng nặng IS-2 để thay thế[11].