当一九四四年春，苏军新式的ИС－2重型坦克首次出现在战场上，并且给予德军的“虎”式和“黑豹”式坦克以沉重打击的时候，苏联的重型坦克设计师们并没有因此而沾沾自喜。一九四三年夏秋，根据斯大林本人的命令，苏军装甲坦克兵总局的扎弗雅洛夫技术兵上校率领一个庞大的调查团来到了刚刚平息下来的库尔斯克战场。他们的主要任务是仔细调查每一辆被击毁的德军和自己的重型车辆，主要包括“虎”式重型坦克、“黑豹”中型坦克、“斐迪南”式重型坦克歼击车和自己的КВ系列重型坦克(注明:在俄文中是KB在英文中是KV也就是熟知的苏联KV系列重型坦克)，考察它们各部位的中弹概率，被不同弹丸命中后不同的效果，原设计的装甲厚度及倾角在现有反坦克火力威胁下是否有效。苏军调查人员收获颇丰，很快他们的报告摊在了苏联坦克设计师的桌面上：КV的防护性能在德军日益增强的火力面前已不再有效；新式坦克必需加强防护性能；工作的重点和往常一样：应该继续加强车首和炮塔正面装甲。

战场上的要求就是命令，新型重型坦克的设计开始于一九四四年夏。以设计重型坦克闻名的科京设计局的技术人员展开了激烈的竞争。其中一个设计组由已经回到列宁格勒老家的科京和艾尔莫拉艾夫负责，而另一个由留在车里雅宾斯克的杜霍夫和巴拉吉领导。

第一种设计是在二四四工程、二四五工程和二四八工程重型坦克上开发的。科京小组的设计亮点在于新车型的车首上装甲〔分管工程师是莫斯科芬和塔罗科〕，它由两块很大的装甲钢板焊接而成，中间突起，这样可以使车首前装甲在面对从正前方入射的炮弹时获得更大的倾角，增加炮弹的跳弹概率。不过科京的设计沿用了ИС－2重型坦克的炮塔，只是将炮塔前装甲和防盾的厚度增加到了一百八十毫米。另外，科京还试图在自己的设计上安装六百～六百五十马力的大功率发动机。由于技术人员的不懈努力，新设计的全高还比ИС－2降低了0．3米。

第二个设计的特点在于其与众不同的由工程师库切琴设计的球形炮塔，主武器仍然是一门122毫米D－25T火炮。这种球形炮塔宛如一个扣过来的汤锅，有点像现代苏联坦克炮塔的设计。这种外形倾斜的炮塔容易使敌人的穿甲弹发生跳弹，因此比原先的侧面垂直的炮塔防弹能力更强。然而，炮塔良好的设计虽然使得其装甲厚度高达一百五十毫米〔而此时的ИС－2重型坦克的装甲也仅有一百二十毫米〕，但是也减小了其内部空间。杜霍夫项目的新坦克的车首前上装甲采用的常规的单一斜面装甲，但是其装甲板厚度达110毫米。

科京和杜霍夫的设计向当时的坦克工业人民委员马雷舍夫做了表演。其中第一个设计由科京负责展示，第二个由基洛夫厂厂长萨尔茨曼和杜霍夫负责展示。经过详细的对比测试，圆滑的马雷舍夫表示，既然两种设计的火力和机动性能完全一样，那么最好能将两种设计的优点，即把具有较好防弹外型的科京型车首和杜霍夫的炮塔结合起来。于是，在皆大欢喜的情况下，新式重型坦克诞生了，这就是七〇三工程重型坦克。

一九四四年十月二十一日，七〇三工程被送往莫斯科郊外的库宾卡装甲试验场，开始进行跑车试验。通过了跑车试验后，苏联军方又对其进行了严格的验收测试。验收测试成功后，七〇三工程随即向朱可夫和华西列夫斯基元帅做了汇报表演。两位元帅于一九四四年十一月将表演结果反馈到斯大林那里，斯大林表示认可并且命令七〇三工程以ИС－3的正式编号列入苏军装备并立即在车里雅宾斯克的基洛夫工厂组织它的批量生产。

IS－3重型坦克拥有它那个时代最强级别的防护力，其车体和炮塔的倾斜装甲全面提高了坦克的防护力然而110毫米61度倾角的车体首上折算成几何厚度是202毫米，但是由于是大倾角，因此对于当时动能弹的防护力远超这个数值。而真正令它独步天下的是它对侧面和后面防护的全面加强。直到现在，IS－3的装甲重量占战斗全重的比率仍然是世界各国所有坦克里最高的，它卓越的防护性能由此可见一斑。IS－3后部的装甲板也和IS－2重型坦克、Т－34中型坦克一样向后倾斜。IS－3的车首前装甲板两侧各挂两块履带板，车尾下装甲板上也可以挂两块，这些履带板同样可以起到辅助防御的作用。其防护之强，德国只有KWK-43（长88炮）才能在350米上击穿它的正面。(美制90毫米炮应当也差不多，在南斯拉夫的测试中90炮就在相当距离上击穿了T-55的正面)此外，IS－3还可以在车尾携带两个大型的发烟罐。