Между тем, не дожидаясь окончания испытаний под Ленинградом, Челябинский Кировский завод приступил к изготовлению 10 танков «объект 730», предназначенных для войсковых испытаний. По состоянию на 3 мая 1950 года на завод поступило 5 корпусов с башнями, из которых четыре сразу поставили на сборку. Кроме того, к этому же времени Ленинградский Кировский завод изготовил для этих машин четыре комплекта восьмискоростной коробки перемены передач, которые после испытаний на специальном стенде отгрузили в Челябинск. Параллельно с изготовлением, конструкторы вносили в чертежи необходимые изменения по получаемым результатам испытаний.
Сборка десяти машин для войсковых испытаний началась в июне 1950 года, а их окончательная сдача в начале сентября. В октябре шесть «объектов 730» отправили в Белорусский военный округ на войсковые испытания (проходили в 5-й гвардейской механизированной армии), а две — на НИБТ полигон в Кубинку. Еще два ИС-5 оставили на заводе для опытных работ.
Войсковые испытания велись по специальной программе, утвержденной Военным министром СССР. Их главной задачей было подтверждение соответствия заявленной тактико-технической характеристике и выяснение надежности работы узлов и агрегатов и танка в целом. Испытания шли в октябре-ноябре 1950 года и, несмотря на ряд дефектов, и поломок ходовой части и трансмиссии, «объект 730» в целом показал превосходство по своим характеристикам над танками других типов (ИС-2, ИС-3 и Т-34-85).
В Кубинке велись контрольные государственные испытания танков, прошедшие с 18 октября по 30 ноября 1950 года. За этот период две машины (5006А37 и 5006А320) прошли 180 и 1825 км соответственно. В своем заключении комиссия генерала Б. Г. Вершинина, проводившая испытания, записала:
«1. Предъявленные на контрольные государственные испытания 2 опытных образца тяжелого танка соответствуют тактико-технической характеристике, утвержденной Советом Министров, кроме гарантийного километража в 2000 км.
2. Проведенные согласно распоряжения Совета Министров № 17728с от 2.11.1950 г. испытания еще раз подтвердили, что новый тяжелый танк в сравнении с тяжелыми танками ИС-3 и ИС-4 имеет преимущество по средним скоростям движения, легкости в управлении, а также в более высокой надежности работы основных агрегатов.
3. В результате контрольных испытаний установлено: из утвержденных Военным Министром и Министром Транспортного машиностроения перечня необходимых доработок по результатам госиспытаний, Челябинским Кировским заводом выполнено 47, не выполнено 3 и 74 мероприятия оказались малоэффективными, в результате чего надежность работы танка в пределах гарантийного срока службы не обеспечена, и оба танка контрольных государственных испытаний не выдержали.
Установленная в новом танке 8-скоростная коробка перемены передач сложна по конструкции, трудоемка в изготовлении и до сих пор ненадежна в работе. Сложность коробки передач затрудняет возможность ее ремонта в полевых условиях.
Комиссия считает необходимым в порядке проведения опытно-конструкторских работ срочное проектирование и изготовление менее сложной и трудоемкой трансмиссии для нового тяжелого танка, которая обеспечила бы ему заданные тактико-технические характеристики.
Комиссия считает необходимым обязать Челябинский Кировский завод и ВНИИ-100 устранить все выявленные при испытании недостатки, указанные в настоящем заключении, что должно быть подтверждено госиспытаниями».
В целом, по материалам испытаний восьми образцов «объекта 730» был составлен перечень необходимых доработок танка, который после утверждения в министерствах Вооруженных Сил и транспортного машиностроения поступил на завод в декабре 1950 года.
По итогам работы Челябинского Кировского завода руководство предприятия составило отчет о работе за 1950 год, в котором о создании и испытании ИС-5 сообщалось следующее:
«В соответствии с Постановлением Правительства и приказами Министерства № 69сс, 489 и 44, проведены работы по доводке узлов и механизмов 730-го объекта.
Собраны и сданы 2 танка на заводские, 3 на государственные и 10 на войсковые испытания. Задержка сроков выпуска машин была вызвана несвоевременным получением корпусов, колпаков, коробок перемены передач с других заводов, и необходимостью изменения ряда узлов и деталей в результате госиспытаний первых трех образцов…
„объект 730“. Изготовлены и проведены заводские испытания двух машин с 8-скоростными планетарными трансмиссиями и эжекционной системой охлаждения по 3000 км каждая, а также доработаны отдельные узлы по 55 картам опыта.
Изготовлены три машины, на которых в мае-июне были проведены государственные испытания, затем изготовлены для проведения контрольно-государственных и войсковых испытаний. Эти испытания закончены в декабре».