Prototyp ciągnika został zbudowany w 1936. Próby i dopracowywanie konstrukcji zajęły kolejne lata, po czym w lecie 1939 ciągnik ukończył badania wojskowe i został przyjęty do uzbrojenia Armii Czerwonej. Pod koniec 1939 ChPZ rozpoczęła jego produkcję seryjną. Na skutek konieczności ewakuacji fabryki na wschód, po wybuchu wojny z Niemcami, produkcję Woroszyłowców w ChPZ przerwano z końcem sierpnia 1941. Produkcję podjęła Stalingradzka Fabryka Traktorów (STZ), w której ciągniki budowano do sierpnia 1942. Ogółem zbudowano 1123 ciągniki tego typu.
Ciągniki Woroszyłowiec były używane przez Armię Czerwoną do końca II wojny światowej. W dniu 22 czerwca 1941, było ich 800, 1 lipca 1941 – 975. 1 września 1942 stan ciągników spadł do 528, a pod koniec wojny było ich 336. Stosunkowo niewielka, nieznana liczba ciągników została zdobyta przez Niemców, którzy wcielili je do służby pod oznaczeniem Stalin-607(R).