Проектирование нового танка, получившего обозначение ИС-5 (заводской индекс «объект 730») шло ударными темпами. Это было возможно благодаря использованию наработок по танкам ИС-3, ИС-4 и ИС-7. К началу апреля 1949 года конструкторы сумели подготовить эскизный проект ИС-5.
Новая машина представляла собой некий гибрид — она имела семикатковую ходовую часть как ИС-4, но формой корпуса и башни напоминала ИС-3. Кроме того, в конструкции танка предполагалось использовать некоторые элементы, отработанные на ИС-7 — пучковые торсионы, механизм заряжания пушки, эжекционную система охлаждения двигателя. Для ИС-5 разработали два варианта планетарной трансмиссии — один по типу ИС-4, второй как на ИС-7.
Следует сказать, что конструкция башни и корпуса нового танка не являлась прямым копированием таковых с ИС-3. Они были переработаны с учетом испытаний ИС-3 и ИС-7: конструкторы усилили крепление и поворотный механизмы.
20 апреля 1949 года эскизно-технический проект нового танка, получившего заводской индекс «объект 730», рассматривался в Министерстве транспортного машиностроения, 23 апреля — в научно-техническом комитете ГБТУ ВС, а 25–27 апреля — на совещании у министра Вооруженных Сил СССР Маршала Советского Союза А.М. Василевского.
Кстати сказать, еще в ходе проектирования часть деталей для нового тяжелого танка смонтировали на двух танках ИС-4, массу которых «привели» к расчетной массе «объекта 730» — 50 тонн (с них сняли башни). Испытания первой машины прошли с 29 апреля по 11 июня (пробег 2006 км), а второй — с 6 мая по 5 июля 1949 года (пробег 2042 км). При этом средняя скорость чистого движения за весь период испытаний составила 21,5 км/ч, а средняя скорость движения по сухому проселку — 23,8 км/ч.
15 мая 1949 года проект нового танка и его деревянная модель в натуральную величину представили совместной комиссии из представителей министерств транспортного машиностроения и Вооруженных Сил СССР. Разработка в целом получила одобрение, хотя военные высказали ряд замечаний. Конструкторы Челябинского Кировского завода в короткие сроки устранили замечания, и подготовили рабочие чертежи «объекта 730». Уже 18 мая 1949 года чертежи на башню и бронекорпус нового танка передали на завод № 200 в Челябинске (он занимался выпуском бронедеталей для танков), а несколькими днями позже — и на Ижорский завод в Ленинграде. Основная масса рабочих чертежей нового танка поступила в производство до конца июня.
Следует сказать, что параллельно с изготовлением деталей нового танка в Челябинске, в Ленинграде велись исследования по изучению работоспособности отдельных узлов и агрегатов танка ИС-5. В первую очередь, этим занимался коллектив НИИ-100, заместитель директора которого П.К. Ворошилов 15 июля 1949 года сообщал заместителю министра транспортного машиностроения И.А. Лебедеву:
«В соответствии с Постановлением Совета Министров СССР № 701–270 сс от 18 февраля 1949 года, и приказа Министра № 69с от 19 февраля 1949 года, в настоящее время ведутся работы по конструированию, изготовлению и испытанию нового тяжелого танка. Основные работы производит Челябинский Кировский завод, куда командирована значительная группа работников ВНИИ-100. Параллельно с этим отработка ряда агрегатов, исследовательские работы, стендовые и ходовые испытания отдельных узлов проводятся в Ленинграде во ВНИИ-100. Для осуществления этих заданий по испытаниям и исследованиям Челябинский Кировский завод направил во ВНИИ-100 узлы и агрегаты нового танка (моторы, коробки перемены передач, бортредукторы, узлы системы охлаждения). Все эти агрегаты подверглись в лабораториях института всесторонним исследованиям и испытаниям, результаты которых сообщаются в Челябинск в виде технических отчетов или технических заключений».
Изготовление опытных образцов нового танка контролировалось руководством Министерства транспортного машиностроения, куда с завода регулярно направлялись сводки о ходе работ. Например, 13 июля 1949 года исполняющий обязанности директора Челябинского Кировского завода Шевелев докладывал заместителю министра трансмаша Степанову:
«Во исполнение указания Заместителя Председателя Совета Министров СССР тов.
Малышева за № 1004с от 9 июля с.г., докладываю о состоянии работ по новому тяжелому танку (730).