Конструкторское бюро завода имени Ворошилова вело проектные работы над машиной Т-26А, получившей индекс Т-46. Проект выполнялся под руководством С. А. Гинзбурга, ведущим конструктором был В. Симский. Конструкция танка предполагала установку либо дизель-мотора ДТ-4, либо одинакового с ним по габаритам бензинового двигателя МТ-4 мощностью 200 Л. С. Оба мотора проектировались на том же заводе. По компоновке Т-46 мало чем отличался от «двадцать шестого». Он был крупнее по размерам, нёс более просторную башню, в которую в перспективе можно было установить 76-мм пушку ПС-3 . Опытный образец был простроен в 1935 году и превосходил исходный вариант по весу в полтора раза. В результате коробка передач и бортовые редукторы не справлялись с возросшими нагрузками. Работы над Т-46 продолжила конструкторская группа завода имени Кирова под руководством О. И. Иванова.

29 февраля 1936 года постановлением СТО на вооружение РККА был принят колёсно-гусеничный танк Т-46-1, который и пошёл в серийное производство. Он весил 17,5 тонны (напомним, что Т-26 – 9,2 тонны), получил новый двигатель воздушного охлаждения МТ-5 мощностью 330 Л. С., усиленную до 15 мм броню (щиток механика-водителя – 22 мм), увеличенную башню с возможностью установки «трёхдюймовки», пневматический огнемёт КС-45. Танк очень хорошо зарекомендовал себя в войсках, был лёгок в управлении, имел отличную подвижность и проходимость на гусеницах лучшую, чем у БТ. Вот только по цене он сравнялся с трёхбашенным Т-28. Поэтому серийно произвели лишь 4 единицы. Выпуск танка Т-46-1 и все работы по нему были прекращены в начале 1937 года.

Параллельно технический отдел Экономического управления ОГПУ силами тюремного КБ под руководством Астрова и при участии ОКМО пытался усовершенствовать ПТ-1. Образец танка ПТ-1А был изготовлен на Опытном заводе Спецмаштреста под руководством ведущего инженера Н. В. Цейса, однако испытания, проведённые в октябре 1934 года, показали, что и здесь овчинка не стоит выделки.

Особые надежды возлагались на колёсно-гусеничный вариант трёхбашенного танка Т-28, который при боевой массе 17,5 тонны должен был развивать скорость до 70 км/ч, иметь 20-мм броню и вооружение из 76-мм пушки и четырёх пулемётов. За основу решили взять шасси ПТ-1А, но без плавательных «принадлежностей». Ведущим конструктором машины был Н. В. Цейц. Эталонный образец танка Т-29 изготовили на Кировском заводе в 1936 году, и со следующего года планировалось запустить машину в серию. Однако не сбылось. Новый танк от Т-28 только тем и отличался, что на колёсном ходу имел лучшую подвижность и манёвренность, зато оказался сложным и ненадёжным, а стоил почти вдвое дороже.

Основными боевыми машинами Красной Армии оставались хорошо освоенные промышленностью Т-26 и БТ. Их удалось сделать не только более дешёвыми, но, главное, значительно улучшить качественно. В 1935 году в СССР освоили литьё стали Гарфилда, начали изготавливать траки методом горячей штамповки, успехом закончились опыты по закалке гусеничных пальцев токами высокой частоты, соответственно на порядок удалось увеличить ресурс гусениц.

Завод № 174 имени Ворошилова продолжал выпускать танк Т-26, совершенствуя его боевые характеристики.

В конце 1935 года был установлен дополнительный бензобак, что позволило поднять запас хода до 240 км, а в кормовой нише башни, согласно приказу наркома обороны, стали монтировать шаровую установку с «ворошиловским» пулемётом ДТ. Были внесены изменения в ходовую часть. Потрясающий результат дало использование новых траков: опытный образец на гусеницах прошёл 200 км без единой поломки. Танк отличался лёгкостью управления и удобством в эксплуатации. Корпус начали изготавливать с применением электросварки, удалось освоить штамповку маски пушки, над стволом орудия стали крепить два мощных прожектора – так называемые фары боевого света, придавшие танку характерный, узнаваемый вид. Масса машины возросла до 9,6 тонны. В 1935 – 1936 годах выпустили 55 экземпляров дистанционно управляемых «телетанков» ТТ-26, которые оснащались приборами пуска отравляющих веществ и съёмным огнемётом. В 1937 году были разработаны лёгкие и дешёвые бакелитовые бензобаки, на крыше башни появилась вращающаяся турель для зенитного пулемёта, а в самой башне – переговорное устройство ТПУ-3. Машина получила новую коническую башню, сваренную из 15-мм бронелистов. Но в целом конструкция себя исчерпала.

Одновременно на ХПЗ, при горячей поддержке военных, мечтавших иметь в мехчастях «танк артиллерийского сопровождения», велись работы по установке 76-мм орудия на БТ, которые привели в итоге к появлению машины БТ-7. Чтобы поставить усиленное вооружение, харьковчане расширили до 440 мм носовую часть корпуса, что позволило сдвинуть вперёд механика-водителя с органами управления и улучшить обзорность. Справа от водителя предусматривалось наличие четвёртого члена экипажа и курсового пулемёта. Многие броневые листы соединялись посредством сварки, а верхний лобовой имел толщину 22 мм. Вместо снятого с производства двигателя М-5 установили М-17Т, ограничив его мощность до 400 Л. С. В корме разместили дополнительный топливный бак ёмкостью 480 литров, доведя запас хода до 500 км.

Поскольку новая танковая пушка задерживалась, «семёрка» в начале 1935 года пошла в серийное производство с башней от БТ-5 с 45-мм пушкой 20К и пулемётом ДТ. Курсовой пулемёт упразднили. Машина весила 13 тонн и развивала скорость 73 км/ч на колёсах и 53 км/ч на гусеничном ходу.

С 1937 года начался выпуск БТ-7 с конической башней. На части машин устанавливался зенитный пулемёт. На линейных танках имелся пулемёт в кормовой нише. Четырёхскоростная коробка передач была сменена на трёхскоростную. Толщина лобовой брони возросла до 22 мм, боевая масса – до 13,8 тонны. На базе БТ-7 пытались создать мостоукладчик, бронетранспортёр, ракетный, телеуправляемый, химический и огнемётный танки, минный заградитель и минный тральщик, самоходную артиллерийскую установку, однако до серийного производства ничего довести не удалось. Особой оригинальностью отличался проект летающего танка-трансформера ЛT-1 с выдвижными крыльями, хвостовым оперением и складывающимся винтом. Автор идеи инженер М. Смалько обещал, что это чудо-оружие будет порхать со скоростью 200 км/ч на дальность 800 км.

Не была забыта и идея «ударного колёсно-гусеничного танка дальнего действия»: на корпус БТ установили модернизированную башню Т-26-4 с «трёхдюймовкой» КТ-28, получив артиллерийский БТ-7А. С 1936 по 1938 год их выпустили 154 экземпляра.

Ввиду того что на колёсном ходу танки БТ имели привод лишь на одну пару колёс, без гусениц их можно было использовать только на дорогах с твёрдым покрытием. На просёлке ведущие колёса врезались в грунт и буксовали.

Летом 1934 года к командующему войсками Киевского военного округа И. Э. Якиру с предложениями по улучшению конструкции танка БТ обратилась группа рационализаторов 4-го танкового полка под руководством командира взвода Н. Ф. Цыганова. Он предлагал, во-первых, синхронизировать работу гусеничного и колёсного движителей; во-вторых, сделать ведущими не одну, а три пары катков, для подвода мощности к которым внутри танка были продолжены карданные валы, от которых мощность уже передавалась через конические шестерни по вертикальным валам непосредственно к колёсам.