Вместе с тем, комиссией отмечалось и значительное количество недостатков, о чем она сделала соответствующую запись:
«Опытные образцы нового тяжелого танка вследствие ненадежной работы трансмиссий и бортовых передач в пределах гарантийного километража срока службы, неудовлетворительной работы радиосвязи, спаренного и зенитного пулеметов, и ряда других существенных недостатков, государственные испытания не выдержали…
По результатам государственных испытаний был составлен и утвержден Военным Министром т. Василевским и Министром Транспортного машиностроения т. Максаревым перечень доработок тяжелых танков».
Параллельно с государственными испытаниями, на полигоне в Кубинке провели обстрел корпуса и башни (с установленной ходовой частью, орудием, прицелом и механизмами наводки).
Испытания прошли с 16 мая по 4 июня 1950 года, огонь велся из 122-мм пушки Д-25, 88-мм немецкой трофейной и 76,2-мм ЗИС-З. Результаты показали, что корпус и башня «держат» 122-мм бронебойный снаряд со всех дистанций при курсовых углах от +40 до -40 градусов. В целом отмечалось, что прочность корпуса «объекта 730» значительно выше, чем у ИС-3, а по башне примерно сопоставима с ИС-3.
Танки «объект 730» № 102 и 103 после окончания испытаний прошли необходимый ремонт на Ленинградском Кировском заводе, и их отправили в Туркестанский военный округ. Здесь, в районе города Мары с 28 июня по 13 июля 1950 года они прошли испытания в условиях высоких температур (до +42 градуса в тени) и сильного запыления. Общий пробег танков составил более 1000 км, при этом провели два безостановочных пробега протяженностью 50 и 100 км. Средняя скорость движения «объекта 730» в условиях Средней Азии составила до 30 км/ч по шоссе, 17–20 км/ч по грунтовым дорогам и 17–19 км/ч по пересеченной местности. При этом отмечалось, что на условиях вождения отрицательно сказывалась пыль, поднятая танками. Проникая внутрь машин, она сильно осложняла работу не только механику-водителю, но и остальным членам экипажа (затруднялась работа подъемного и поворотного механизмов и вращение командирской башенки). Также очень быстро «забивались» воздухоочистители — они обеспечивали работу в пределах 8-12 часов. Последующая их чистка требовала не менее трех часов работы всего экипажа и большого расхода газойля и масла для промывки.
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.