Всего согласно отчету о потерях танков бригады, с 24 августа по 30 сентября было потеряно 48 машин, из них 47 в боях и одна вышла из строя по техническим причинам. По КВ ситуация была следующей: 8 штук сгорело, 7 подбито, из этого количества оставлено на боле боя 7, эвакуировано в тыл 7.
14 сентября 1942 года немецкие войска начали первый штурм Сталинграда. Войска Юго-Восточного фронта, оборонявшие город, к 10 сентября располагали 115 боевыми машинами, включая находившиеся в ремонте, из них 22 КВ-1. Последние входили в состав 133-й бригады, которая в спешном порядке была переброшена с южной окраины Сталинграда к железнодорожному вокзалу, где немцам удалось прорвать фронт. Здесь „кэвэшки“ были встречены сильным огнем артиллерии и танков, которые в документах фигурировали как тяжелые». Учитывая, что на этом участке у немцев танков не было, за последние могли быть приняты самоходки 244-го дивизиона штурмовых орудий, действовавшие в боевых порядках 71-й пехотной дивизии. В ходе боя один КВ сгорел, второй был подбит, остальные отошли и, заняв оборону, вели огонь с места.
В составе 62-й армии в боях непосредственно на улицах города в районе Сталинградского тракторного завода участвовал отдельный танковый батальон, укомплектованный машинами, которые доставили на завод для ремонта, да так и не успели привести в порядок. К 11 октября 1942 года батальон имел 23 машины, из них 6 КВ-1. Правда, из двух с лишним десятков танков на ходу было всего шесть, и два ремонтировались, а остальные были установлены в качестве неподвижных огневых точек. В ходе начавшегося 14 октября наступления немецких войск в Тракторозаводском районе города, большая часть машин батальона была уничтожена: к концу третьего дня наступления огонь по противнику вели лишь два неподвижных КВ, которые были окружены противником. Экипажи вели бой до темноты, а ночью, расстреляв все боеприпасы, подорвали танки и прорвались к своим.
Контрнаступление советских войск под Сталинградом (операция «Уран») стала последней кампанией, в которой использовались тяжелые танковые бригады на КВ-1. Правда, масштаб был уже не тот по сравнению с боями в июле — сентябре 1942 года.
Так, в ноябре в состав Юго-Западного фронта из резерва прибыл 4-й танковый корпус. Пополненный после сентябрьских боев, он насчитывал 143 танка. 45-я тяжелая бригада корпуса имела 22 КВ-1 и 26 Т-70.
Корпус был введен в бой в полдень 19 ноября 10942 года, в первый день наступления. Он должен был прорвать оборону румынских войск, чего не смогли сделать стрелковые части. К исходу дня оборона была прорвана, и танки двинулись к переправам через Дон. Танкисты вышли к Дону во второй половине дня 21 ноября. Трофеями танкистов стали 25 самолетов на аэродроме, более 550 различных автомашин, а также, несколько складов с имуществом и вооружением. Всего за период с 19 по 23 ноября 1942 года корпус потерял сгоревшими 24 машины (из них один КВ), и еще 56 (из них 8 КВ) вышли из строя по техническим причинам и требовали отправки в ремонт. К вечеру 23 ноября соединение имело 63 боеспособных танка, из них 13 КВ.
В составе 24-й армии Донского фронта в контрнаступлении участвовал 16-й танковый корпус, который также был пополнен, и насчитывал 115 танков. В его 107-й бригаде имелось 32 КВ-1 и 17 Т-60. Корпус вступил в бой 24 ноября 1942 года, но в первый же день потерял 55 танков, большая часть из которых 26 подорвалась на минах. Сгорело от артогня 7 машин, из них 3 КВ-1. На следующий день потери составили 12 подорвавшихся на минах (7 КВ) и 7 сгоревших (3 КВ) танков. В результате таких высоких потерь, к 25 ноября 1942 года в 4-м корпусе остался всего 31 боеспособный танк.
К 1 декабря 1942 года 3-я гвардейская танковая бригада (в составе 7-го танкового корпуса) прибыла на Сталинградский фронт, в состав 5-й ударной армии. 13 декабря 1942 года бригада атакует населенный пункт Рычковский, занимает его и продолжает движение в сторону Верхне-Чирской. В ходе боя было захвачено и уничтожено 50 орудий, танк, до 50 автомашин, 5 складов с боеприпасами и имуществом, взято 30 пленных. Свои потери составили 2 КВ-1 подбитыми и 3 Т-70, из них один сгорел.
В течение двух следующих дней бригада атаковала позиции противника в Верхне- Чирский, и к утру 15 декабря овладела им. Было захвачено 20 автомашин, 6 зенитных орудий, несколько артртягачей, уничтожено два десятка орудий и танк. В ходе боя было подбито 8 КВ-1 и 4 Т-70, еще одна «семидесятая» сгорела.