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T-34的研發者是柯錫金（Михаил Ильич Кошкин），這位戰車設計師先後曾設計出T-29車輪、履帶兩用戰車等。1936年科錫金被調往卡爾可夫的柯明頓廠擔任總設計師，此時柯明頓廠的設計局正負責BT車輪履帶兩用式戰車的改造。1937年改被指派研發一新型的中型戰車，設計代號為A-20，並於該年11月設計完成。A-20可說是集BT-1至BT-7之大成，並可視為T-34戰車的前身，重18噸，裝備有45公釐炮，炮塔由厚25公釐的傾斜裝甲構成，因而有「防彈戰車」（Shellproof Tank）的稱號。車身底盤類似BT系列，在動力系統方面有做部分改良。後期型則改配有一門76.2公釐砲，代號為A-30。
同時，柯錫金提出論點指出：發展車輪履帶兩用式中型戰車是一項錯誤。由於軍隊本身很少將BT戰車用於輪型模式，同時這種設計將會增加生產的複雜度和本身重量。他因此建議應發展純履帶式的車型，設計編號為A-32（即後來的T-32）。蘇聯最高軍事會議（Main Military）接受這個提案，並核准生產一輛原型車，但並沒有因此取消輪型履帶兩用式的計劃，以待日後在測試時進行比較。 A-32整體結構可說是在A-20的基礎上進一步發展，將其重量增大，並將車輪履帶兩用式改成履帶式。1939年初A-20和A-32於卡爾可夫製造完成，並在蘇聯裝甲總監處（Armoured Directorate）展示。該處建議T-32應加強火力和裝甲，並更加簡化生產工序，最終成為T-34戰車。
由於日益緊張的國際情況,1939年12月9日通過了還尚未完成原型車的T-34的生產計畫，並核准其服役。1940年1月底，第一批生產型的T-34於柯明頓廠完成生產，型號為T-34 06 1940。2月初，其中兩輛在柯錫金本人監督下進行長距離行進測試。1940年6月生產設計圖完成，T-34開始進行量產。此時由於柯錫金罹病，由其副手莫洛佐夫完成了最後的設計。其裝備的長管型76.2mm高初速炮和優良的裝甲，使T34比同期戰車如三號戰車優勝。T34履帶較寬，接地壓力較小，越野性能優良。其設計適合大量生產，戰場維修也較容易。 1940年底已生產115輛T-34並開始裝備蘇軍，其中部分被派到芬蘭進行實戰測驗。到了德國進攻時已生產了1200餘輛。T-34初次於實戰中登場，在1941年6月22日於格羅德諾（Grodno，位於白俄羅斯）附近。其出現使德軍非常吃驚，德軍發現當時其主要戰車遠不及T34,只有少數大砲可在遠距離擊毀T34。這就是「T34衝擊」。 隨著蘇聯戰車工廠的東移，T-34也改到烏拉山區的烏拉機械製造廠製造。後來在生產中也作出許多改良，如為加快生產速度而使用鑄造式炮塔。
T-34全重32噸，乘員共有5人(T-34 85)，裝甲厚18至65公釐，主武器原先設計為為1門76.2公釐Model 1939 L-11型砲，1941年時改採用F-34長管型41.5倍徑的高初速砲，具有更長的砲管以及更高的初速，全車攜有77發砲彈；副武器則為2挺7.62DP/DT機槍，初速為每秒六百六十二米，一挺作為主砲側的同軸機槍，另一挺則置於車身駕駛座的右方。動力採Б-2-34行水冷柴油引擎，功率為373千瓦，最大行駛速度為每小時55公里，滿載彈藥時T34時速仍可達四十公里，最大行程則有468公里。本車可通過高0.75公尺的障礙越、寬2.49公尺壕溝，爬坡達30度。
T-34引擎
T34戰車的底盤懸吊繫統來自美國工程師克利斯蒂所發明的創新全輪獨立懸吊，可以讓戰車每個車輪可獨立隨地形起伏，產生極佳的越野能力和速度，此種底盤懸吊未裝甲時甚至可在野外不良路面開到時速70英哩(美國與英國今日高速公路的速度限制)，然而美軍卻因規格問題談不攏未採用，蘇聯看到消息後很快將此技術專利買下，使用在T34戰車上，讓T34戰車擁有明顯優於納粹戰車的越野機動性，而寬履帶的設計也將接地壓力減至最小程度。
T-34整體設計簡單以利於大量製造生產，而戰場維修亦相對容易。而生產T-34特別是柴油機所需的稀土金屬量十分高,仿製T-34對於資源缺乏的德國來說不啻天方夜譚.
T-34雖然在設計上是一款優秀的戰車,但由於戰時需要大量生產，簡化工序，因此趕工出來的品質粗糙，無法完全發揮效能。除了雙人炮塔帶來的操作困難外,還有車內噪音太大,無線電接觸不良,因此有時候還要爬上砲塔打旗號。彈藥倉在車體下層,而且車內空間狹窄取用砲彈困難等問題。但無可否認的是，T-34戰車在設計上成功把注意力放到火力、防護力和速度這三個重要指標上。在巴巴羅薩作戰中，德軍現役戰車的主炮都不能在500公呎的距離擊穿T-34，但T-34的F-34 76.2mm主炮卻能在1000米的距離擊穿德軍三號和四號戰車。而且其高航程和闊履帶更令T-34享有在俄國惡劣地貌上的高機動力。[1]但是T-34的可靠性並不見得高出德國的四號戰車,據A.V. Bodnar回憶就稱德國的裝甲機器拋錨率更低,至少在41年開戰的頭兩個月內,損失的T-34一半以上是拋錨被放棄的,而對於其低劣的人機性和並不見得很低的拋錨率,<T-34:THE MYTHICAL WEAPON>一書也有披露.
最重要的是，即使T-34的質素因為大量生產和戰車工業後撤以後大量引入新手工人，以及大幅簡化戰車部件而有所下降，T-34的產量卻遠遠壓過德軍的戰車生產量，成本也隨簡化工序而不斷下降。在1941年6月，巴巴羅薩作戰前，現役的T-34僅有967輛。[2] 而在1941年蘇聯也只有生產出3014輛T-34(當年的絕對損失為2300輛)，但在1942年的產量已經增至12553輛，在1943年更達到45529輛的高峰。而德國的戰車產量在1941，42和43年分別只有3256，4278以及5966罷了。[3] 在成本方面，在1941年製造一輛T-34需要269500盧布，在兩年內，其成本一度減少到193000盧布，後來甚至低至135000盧布。而且一般的婦女和兒童，甚至是傷兵和老人也能投入生產。[4]虎式戰車價格是28萬馬克,為T-34的三倍以上。需要注意的是德國的軍工生產受過晚的總動員，必須建造大量潛艦和本土防空力量影響，並不能像蘇聯一樣把所有力量投入到陸軍和前線空軍的生產中去（蘇聯T-34戰車最大的生產地車裡雅賓斯克廠戰前是生產火車頭的，而戰時蘇聯幾乎全部的鐵路器材都來自援助）。因此單純把戰車產量對比蘇聯過低歸因於設計是不對的。
