Tijdens de Winteroorlog was het Rode Leger gestuit op de formidabel ingegraven Finse infanterie. Er werden tijdens de Winteroorlog versies van de T-26 lichte tank (OT-26, OT-130 en OT-133) gebruikt om de Finse stellingen te vernietigen. Maar deze uitvoeringen waren te zwak gebleken vanwege de te dunne bepantsering. Daarom waren er beter bepantserde tanks nodig, dus pasten de Sovjet-ingenieurs de al bestaande KV-1 en T-34/76 tanks aan. In november 1941 werd begonnen met het ontwerpen van de KV-8, ook wel bekend als object 228. De vlammenwerpertanks waren dus bedoeld om zware versterkte linies te overrompelen. De immense steekvlammen hadden bovendien een vernietigende uitwerking op het moreel van de vijand.

De nieuwe ATO-41 vlammenwerper werd bij de T-34/76 in de koepel geplaatst en in de KV-1 werd de vlammenwerper gemonteerd waar bij de standaardversie het machinegeweer in de koepel zit. Helaas was er voor de Sovjets niet genoeg plaats in de koepel van de KV-1 om én het 76,2mm kanon én de vlammenwerper te plaatsen. Dit had tot gevolg dat het 76,2mm kanon vervangen moest worden door het kleinere 45mm kanon model 1932. Om de loop van dit kanon werd een omhulsel aangebracht dat ervoor zorgde dat het net leek alsof het het standaard 76,2mm kanon was.
De KV-8 had 92 granaten aan boord voor het 45mm kanon en voor de vlammenwerper een totale inhoud van 960 liter aan brandbaar mengsel. In de achterkant van de koepel werd nog een extra machinegeweer aangebracht. De totale munitie voor de 3 machinegeweren was 3400 patronen.
De ATO-41 vlammenwerper kon 3 maal per 10 seconden vuren. Elk schot nam ongeveer 10 liter brandbaar mengsel voor zijn rekening. De lengte van de vlam was afhankelijk van de samenstelling van het brandbaar mengsel.

In 1942 werd begonnen met de productie van de KV-8 in Cheljabinsk in de Oeral. Het grote voordeel van de KV-8 ten opzichte van de OT-34 (de vlammenwerperversie van de T-34/76) was de grotere voorraadtank voor brandbaar mengsel. De KV-8 kon vijf maal zoveel brandbaar mengsel vervoeren als de OT-34. De OT-34 en KV-8 tanks werden gestationeerd in speciale bataljons met alleen maar vlammenwerpertanks. Deze bataljons werden ook wel de chemische tankbataljons genoemd.
Elk bataljon had twee KV-8 compagnieën (10 tanks per bataljon) en één OT-34 compagnie (10 tanks plus 1 tank waarin de commandant zat). Nadat de productie van de KV-1 gestaakt werd, werd de vlammenwerper in de KV-1S ingebouwd. Deze tanks kregen de benaming KV-8s. Het aantal granaten dat de tank mee kon nemen voor het 45mm-kanon was toegenomen tot 114 stuks, maar de tank voor het brandbaar mengsel was een stuk kleiner geworden. Er kon nu nog maar 600 liter meegenomen worden. Na verloop van tijd werd de ATO-41 vlammenwerper vervangen door de verbeterde ATO-42 vlammenwerper, die een langer bereik had.