Новому танку присвоили нестандартное обозначение — БТ, аббревиатура слов «быстроходный танк». В мае 1931 года Комитет обороны при СНК СССР принял решение организовать их производство на ХПЗ. С одной стороны, конструкция этих машин была несложной, ведь завод Кристи в штате Нью-Джерси, на котором они были построены, представлял собой, в сущности, небольшие мастерские. Но с другой, они были еще сырыми опытными моделями, далеко не доведенными до уровня серийного производства. Потребовалась их серьезная доработка, для которой было организовано специальное конструкторское бюро. Сначала его возглавил H. М. Тоскин, временно командированный из Москвы, ведь своих квалифицированных специалистов-танкостроителей в провинциальном Харькове остро не хватало. После возвращения Тоскина в Москву руководителем бюро 6 декабря 1931 года был назначен опытный инженер с дореволюционным стажем А. О. Фирсов.
На пути нового танка постоянно возникали неожиданные препятствия. Мотор М-5 был снят с производства в авиапромышленности, как устаревший, поэтому для БТ пришлось закупить в США двигатели «Либерти», большое количество которых было изготовлено еще в годы Первой мировой войны. Не хватало для него и вооружения, из-за чего только 180 танков получили 37-мм пушку, а на остальные установили спаренные пулеметы. Всего за 1932–1933 годы удалось построить 620 танков, которые переименовали в БТ-2 после того, как началось освоение новой модели танка — БТ-5.
Серийное производство БТ-5 на ХПЗ началось в марте 1933 и продолжалось до конца 1934 года. За это время были выпущены 1884 таких танка, из них 263 были командирскими и оснащались радиостанциями. Главным отличием БТ-5 от предыдущей модели была новая башня, унифицированная с башней танка Т-26 и вооруженная 45-мм пушкой. Все импортные двигатели «Либерти» были уже установлены на танках БТ-2, поэтому для оснащения БТ-5 пришлось наладить капитальный ремонт отработавших свой летный ресурс авиамоторов М-5.
Такое решение проблемы с двигателем могло быть только временной мерой, ведь число моторов М-5, снятых с производства, неуклонно уменьшалось. Поэтому в мае 1934 года появилась новая модель танка — БТ-7 с двигателем М-17Т, который был вариантом авиационного мотора, выпускавшегося в СССР в 30-е годы по лицензии немецкой фирмы БМВ. Кроме двигателя, этот танк отличался от предшествующей модели новым сварным корпусом вместо прежнего клепаного и новой гусеницей с более мелкими звеньями. В1937 году танк получил сварную коническую башню. До конца 1939 года было выпущено 2596 линейных БТ-7 и 2017 командирских, с установленной на них радиостанцией. Кроме них, в 1937 году изготовили 133 артиллерийских танка БТ-7А, оснащенных 76-мм орудием, из них 11с радиостанциями.
С декабря 1939 года до сентября 1940 были построены 788 танков БТ-7М — последних серийных машин из этого большого семейства. Их главной особенностью стала установка нового дизельного двигателя В-2. Вес танка возрос до 14,65 т, и перегруженные резиновые бандажи опорных катков при движении на колесах на высшей передаче стали выходить из строя всего через 50-100 километров. Поэтому БТ-7М было рекомендовано использовать только на гусеничном ходу, а из его руководства по эксплуатации убрали раздел о движении на колесах.
Заказы танков у английской фирмы «Виккерс» продолжались и после 1930 года. 5 февраля 1932 года у нее были куплены 8 плавающих танков. Попытки скопировать эти танки были предприняты еще раньше, как только информация о них появилась в открытой печати. Используя опыт этих работ и полученные из Англии образцы, на московском заводе № 37 под руководством И. И. Козырева был разработан плавающий танк Т-37А. Плавучесть танка обеспечивалась двумя поплавками, установленными побортно. Он был принят на вооружение 11 августа 1932 года, еще до завершения постройки опытного образца. Его производство началось в 1933 году, и за 4 года завод № 37 выпустил 1909 линейных танков и 643 радийных.
Таким образом, работы по внедрению первой «Системы танко-тракторно-авто-броневооружения РККА» успешно выполнялись. В постановлении Совета Труда и Обороны о системе танкового вооружения РККА № 71 от 13 августа 1933 года, в частности, говорилось:
«