С 1 по 6 июля 1944 г. на Гороховецком полигоне продолжились совместные испытания танков ИС-4 и ИС-5 с пушкой Д-10 ОКБ № 9 и с пушкой С-34 ЦАКБ. Теперь была отмечена более надежная работа механизмов пушки Д-10 в башне танка ИС, но впечатление о танке портили недостаточный боекомплект для орудия (30 выстрелов), плохая вентиляция боевого отделения и большие трудности для работы заряжающего. Пушка С-34 вновь «капризничала», кроме того, откатывающаяся при выстрелах казенная часть орудия могла задеть командира танка, рабочее место которого следовало перенести еще дальше вправо.
Танк ИС-4 (Объект 245), вооруженный орудием Д-10Т, после испытаний стрельбой. Лето 1944 г.
В октябре 1944 г. ЦАКБ в очередной раз доработало свое изделие. В башне ИС-5 появился досылатель. Боекомплект орудия был доведен до 39 выстрелов. Рабочее место командира танка было отнесено еще дальше к правому борту, была проведена также доработка конструкции люльки. Испытания подтвердили значительно возросшие боевые качества танка. Пo скорострельности, например, ИС-5 оставлял позади себя все известные тяжелые танки, а по бронепробиваемости и точности стрельбы с хода (после установки прицела со стабилизированной линией визирования) равных ему в то время также не было. Но производство танка ИС со 100-мм орудием было сочтено нецелесообразным.
Вячеслав Малышев в своем письме Л.Берия 18 октября 1944 г. о причинах отказа от серийного производства танков ИС со 100-мм пушкой писал, что в настоящее время 100-мм пушка не даст тяжелому танку никаких серьезных преимуществ, так как 122-мм орудия «...теперь способны бороться со всеми вражескими танками на дистанции 1700 м и более...», а их фугасное действие не в пример больше, чем у 100 мм. Это было связано с тем. что с августа 1944 г. качество брони немецких танков резко ухудшилось.
В опытном порядке в конце 1944 г. в башне опытного танка ИС-5 (Объект № 248) устанавливались также опытные длинноствольные 85-мм пушки большой мощности (ЗИС-1ПМ и С-34-1 В) с начальной скоростью снаряда 1000 и 1040 м/с (созданные в ОКБ № 92 и ЦАКБ под влиянием 88-мм немецкого орудия KwK 43), но испытания их прошли неудачно.
Осенью 1944 г. НАТИ и КБ завода № 222 был предложен макет огнеметного танка ИС, предназначавшегося для ведения боев в городе. Танк должен был получить немного видоизмененную бронемаску огнеметного танка КВ-8 с углом возвышения оружия до 62-65°. Проект был одобрен, но никаких сведений о его дальнейшей судьбе авторы не имеют.
Тяжелый танк ИС-5 (Объект 248). вооруженный 100-мм пушкой С-34 ЦАКБ, после полигонных испытаний стрельбой. Лето 1944 г.
17 февраля 1945 г. на химическом полигоне в Кузьминках проходили испытания танки ИС-85 и Т-34, оборудованные 50-мм казнозарядными минометами для обороны танка от гранатометчиков в ближнем бою. Но установка минометов была сочтена неудачной, так как вести из них огонь можно было лишь в секторе около 50° по обе стороны от продольной оси машины, в то время как требовался круговой обстрел, а также миномет имел фиксированный угол возвышения, что ограничивало его применение в городских условиях. Миномет был отправлен проектировщикам для доработки.
Не только вооружение ИС стало предметом пристального внимания конструкторов. Не меньшую озабоченность вызывало и бронирование танка прорыва. Результаты обстрелов и первые бои ИСов показали, что бронестойкость лобовой части корпуса недостаточна для противодействия бронебойным снарядам немецких пушек танков «Тигр» и «Пантера».
В январе-феврале 1944 г. НИИ-48 получил задание на проведение НИР по теме: «Исследование путей улучшения бронестойкости корпуса тяжелого танка ИС». Целью НИР было определить комплекс мер по увеличению стойкости корпуса танка против немецких бронебойных 75-мм и 88-мм снарядов. Многочисленные исследования показали, что при существующей форме корпуса он будет гарантирован от пробития немецкими 75-мм и 88-мм бронебойными снарядами лишь в случае применения брони толщиной не менее 145—150 мм. Усугубляло впечатление и качество броневого литья серийных танков ИС. В начале 1944 г. для увеличения бронестойкости корпуса его пытались закаливать на очень высокую твердость (прежде вся толстая броня в СССР закаливалась на среднюю твердость). Теоретически эта мера должна была улучшить бронестойкость корпуса на 14-19 %, но на практике привела к резкому увеличению хрупкости корпусных деталей, особенно в районе сварных соединений. Так при проведении проверочного обстрела танка ИС выпуска марта I944 г. из 76-мм орудия ЗИС-З. броня башни танка проламывалась со всех направлений бронебойными снарядами БР-350Б, выпущенными с дистанции 500-600 м, причем снаряды за броню большей частью не проникали, но вызывали образование больших масс вторичных осколков.