Весной 1949 г. в Особом конструкторском бюро инженерного комитета Сухопутных войск во главе с А.Ф.Кравцевым приступили к разработке семейства тяжелых боевых машин под индексом К-91. В него входили два варианта тяжелого танка (с передним и кормовым расположением силовой установки) и самоходная артиллерийская установка К-91. Работы велись под руководством ведущего конструктора (ведущего инженера) ИТ, Левинова и конструктора Матюхина. Во всех машинах предусматривалась установка пушки калибром 100 мм с механизмом эаряжания унитарными выстрелами, с которой был спарен крупнокалиберный курсовой пулемет ДШК. Имелся зенитный пулемет ДШК. В качестве силовой установки предполагалась использовать двенадцати-цилиндровый оппозитный дизельный двигатель.

Общей конструктивной особенностью ходовых частей тяжелого танка с кормовым расположением силовой установки и САУ являлось то, что функции поддерживающих катков выполняли кронштейны с двухсторонними лыжеобразными опорами. У каждого ведущего колеса над верхней ветвью гусеницы размещался прижимной каток, нормализующий ее движение.
В первом варианте танк имел компоновку с размещением всего экипажа (три человека) в башне, располагавшейся в кормовой части корпуса. В качестве основного оружия предполагалось использовать 100-мм пушку Д-4бТ с механизмом заряжания унитарными выстрелами. С пушкой (справа) был спарен 12,7-мм пулемет ДШК. Слева от пушки размещались наводчик, за ним — командир танка, справа на поворотной платформе — механик-водитель, В передней части низкосилуэтного корпуса (высота танка по крышу корпуса составляла 1170 мм) находилось МТО, в котором предусматривалось устанавливать механическую трансмиссию и двенадцатицилиндровый дизель с наддувом и горизонтальным расположением цилиндров (8-64). В ходовой части применялась индивидуальная торсионная подвеска, причем крайние узлы подвески имели балансирные тележки с двумя двухскатными цельнометаллическими опорными катками.

Второй вариант машины (наиболее проработанный) имел компоновку с размещением боевого отделения в средней части корпуса и разнесенным МТО; трансмиссионное отделение располагалось в носовой части корпуса, моторное — в кормовой. Весь экипаж танка также располагался в башне. Ввиду отсутствия механизма заряжания в его состав был введен четвертый член экипажа — заряжающий, рабочее место которого находилось за поворотной платформой механика-водителя (справа от пушки). В башне танка справа от пушки устанавливался спаренный 12,7-мм пулемет ДШК, второй пулемет ДШК (зенитный) крепился на крыше башни в станке турели с поворотным основанием (по типу турели танка ИС-4), которое при необходимости ведения стрельбы по воздушным целям устанавливалось над открытым люком командирской башенки. Передача крутящего момента от двигателя к трансмиссии осуществлялась с помощью двух редукторов (у двигателя и трансмиссии] и карданного вала, проходившего под вращающимся полом (кабиной) боевого отделения. Система охлаждения двигателя — жидкостная, вентиляторная, выполненная по типу системы охлаждения танка ИС-4.

Работы по К-91 не вышли за рамки эскизной проработки общей компоновки машины и были прекращены в декабре 1949 г.