В то же самое время конструкторское бюро Уральского танкового завода под руководством А. А. Морозова работало в противоположном направлении. Если на ЧКЗ тяжелому танку пытались придать качества среднего, то здесь, наоборот, пытались средний танк поднять до уровня тяжелого - усилить броню, ввести торсионную подвеску и т. д. Но работу над новым танком Т-43 тоже пришлось прервать и сосредоточиться на усовершенствовании "тридцатьчетверки". Опыт боевых действий показал, что конструкция танка нуждается в ряде доработок. В частности, была сконструирована командирская башенка для улучшения наблюдения из танка, устанавливалась более мощная радиостанция, устанавливались дополнительные баки для увеличения запаса хода, к башням и корпусам приваривались поручни для десанта. Было разработано конструктивное решение размешщения в башне огнемета АТО-41.

В октябре 1942 года ГКО постановил начать работы по созданию самоходных артиллерийских установок двух типов. Один предназначался для сопровождения и огневой поддержки танков, он должен был быть вооружен 122-мм гаубицей и иметь бронезащиту, как у Т-34. Второй предназначался для непосредственной огневой поддержки пехоты, должен был нести легкую броню и 76-мм пушку.

Уже в конце октября из Челябинска в Свердловск приехал Ж. Я. Котин, который кроме должности главного конструктора ЧКЗ занимал ещё и должность заместителя наркома танковой промышленности. Ознакомившись с производством танка Т-34 на "Уралмаше", проанализировав поступившие предложения и идеи, Котин рекомендовал в качестве основы для САУ взять шасси танка Т-34. Для вооружения решили взять качающуюся часть полевой дивизионной гаубицы М-30 калибра 122 мм. Для выполнения проектного задания в кратчайшие сроки было применено скоростное проектирование при тесном взаимодействии с технологами и производственниками. В течение считаных недель была изготовлена опытная партия самоходных установок СУ-122. Их продемонстрировали руководству страны, и уже в декабре самоходка была принята к производству. Вскоре 25 первых СУ-122 с экипажами, составленными из уральцев, отправились на Волховский фронт.

1943 год по замыслу Гитлера должен был стать переломным, естественно, в пользу Германии. Немецкие конструктора спешно разрабатывали новые модели тяжелых танков и штурмовых орудий. Модернизировались ранее выпущенные машины, усиливалась броня, устанавливались пушки большего калибра или с длинным стволом для увеличения начальной скорости снаряда. К началу Курской битвы германские бронетанковые силы были оснащены различными модификациями "Тигров" и "Пантер", "Элефантами" и "Фердинандами". Они имели мощное бронирование и калибры пушек 75-, 88 - и 128 мм.

Наши конструктора и производственники тоже готовились к новым боям. Продолжалась разработка новых танков и модернизация самоходных установок, наращивался выпуск тяжелых и средних боевых машин. Стало больше внимания уделяться качеству выпускаемой продукции. В конце ноября 1942 года в конструкторском бюро ЧКЗ началась разработка конструкции тяжелой самоходной установки, вооруженной мощной пушкой-гаубицей МЛ-20-с калибра 152 мм. В этой работе принимал участие практически весь состав КБ, возглавлял её Л. С. Троянов. Уже в ноябре, менее чем через месяц, начался выпуск рабочих чертежей. А к 25 января 1943 года уже был собран опытный образец. К 7 февраля он был успешно испытан по полной программе, и самоходку приняли на вооружение. Таким образом весь путь от первого штриха карандашом до запуска в серию боевой машины занял всего два с половиной месяца - рекордный срок. К началу марта была изготовлена первая партия из 35 самоходных установок САУ-152, поступивших на вооружение самоходно-артиллерийских полков. В июле 1943 года они успешно бородись с "тиграми" под Курском.

После завершения работы на САУ-152 конструкторы ЧКЗ приступили к инициативной разработке нового тяжелого танка ИС (Иосиф Сталин). Отдельные узлы ходовой части и гусеницы были взяты от танка КВ. Но совсем иначе подошли к конструкциям корпуса и башни, к установке приборов и вооружения. Вводился оригинальный механизм поворота башни - планетарного типа, разработанный А. И. Благонравовым. Проектные работы по танку ИС возглавил заместитель главного конструктора М. Ф. Балжи. Была взята за основу укороченная ходовая часть проектировавшегося ранее танка КВ-13. Опытные образцы были изготовлены в двух вариантах - с 76-мм пушкой и 122-мм пушкой гаубицей. Появление у немцев "тигров" заставило ускорить работы по разработке нового тяжело танка с мощным вооружением. Поэтому на третий опытный образец танка ИС установили 85-мм длинноствольную пушку конструкции В. Г. Грабина.

После испытаний была удлинена опорная поверхность гусеницы, чтобы уменьшилось давление на грунт и танк меньше увязал. Для усиления ходовой части добавили шестой каток. Установили новую пушку Д-5Т конструкции Ф. Ф. Петрова. Танк получил официальное наименование ИС (ИС-1), но для серийного производства пока ещё не годился.

Курская битва показала, что советские танки с трудом могут противостоять новым немецким боевым машинам, особенно самоходкам. Появилось даже такое понятие - "фердинандобоязнь". Требовалось в кратчайшие сроки усилить вооружение наших танков. Поскольку конструкция ИС ещё дорабатывалась, решено было срочно модифицировать тяжелый танк КВ-1С. На его шасси установили новую башню с 85-мм пушкой, имеющей высокую начальную скорость снаряда. Уже в августе 1943 года новый танк КВ-85 пошел в производство.

В мае 1943 года на "Уралмаше" была создана вторая модификация самоходной артиллерийской установки на базе танка Т-34 с мощной 85-мм пушкой Д-5С. Под маркой СУ-85 она была принята в августе, а уже к сентябрю с конвейера сошло 150 таких машин, предназначенных для непосредственной огневой поддержки танковых атак. Ее снаряд пробивал броню всех германских танков.

В конструкторском бюро Уральского танкового завода в марте 1943 года начались испытания опытного образца среднего танка Т-43, в котором широко применялись серийные узлы и детали танка Т-34. Но новая модель себя не оправдала. По ряду характеристик новый танк даже уступал своему предшественнику: увеличилось давление на грунт, снизился запас хода. Да и переход на новую модель неизбежно привел бы к сокращению выпуска боевых машин, а фронт их требовал во все возрастающих количествах. Поэтому развернулись конструкторские работы по усилению вооружения танка Т-34 и создания на его базе новой модели Т-44.

В 1943 году усиленно разарабатывались новые танковые пушки и технология их установки в танковых башнях. Эта работа велась ещё с 1940 года. К лету 1943 года были изготовлены опытные образцы танковых пушек калибра 85 мм. С августа начался серийный выпуск пушки Д-5 конструктора Ф. Ф. Петрова в вариантах для танка и САУ. Еще три модели: ЛБ-1, С-50 и С-53 продолжали испытываться и дорабатываться. Окончательные испытания пушек, установленных на танки Т-34, проводились в конце 1943 года. По их результатам была принята на вооружение пушка ЗИС-С-53.

Танк, вооруженный этой пушкой, стал называться Т-34-85. Он сильно отличался от обычной "тридцатьчетверки". Увеличилась толщина брони башни до 90 мм, более мощный двигатель позволял развивать скорость 55 км/час, экипаж увеличился до 5 человек, выросла и общая масса танка.

В Челябинске в октябре 1943 года поступил в производство новый тяжелый танк ИС-1. Но уже к концу года стал выпускаться серийно более совершенный образец ИС-2. Его создание стало возможным после того, как на завод стала поступать опытная пушка Д-25Т калибра 122 мм с дульным тормозом. По дульной энергии она превосходила 85-мм пушка танка ИС-1 более чем в 2, 5 раза. Это позволило окончательно закрепить превосходство советских тяжелых танков над немецкими. На башне ИС-2 дополнительно устанавливался крупнокалиберный зенитный пулемет ДШК. На полигоне под Москвой членам правительства и генералитету была продемонстрирована мощь нового танка. Он выстрелил в лоб трофейной немецкой "пантере". Снаряд, выпущенный из пушки Д-25Т пробил лобовую броню толщиной 11 сантиметров, пронизал насквозь корпус и напрочь вынес кормовой лист корпуса.