Proizvodnja početne serije T-54 tenkova počela je sporo i bilo ih je proizvedeno 1490 primjeraka. Crvena armija dobila je tenk koji u teoriji i dizajnu bio jači od tenkova u Drugom svjetskom ratu. Njegov 100 mm top nije bio toliko učinkovit koliko 88 mm top koji je bio postavljen Tiger II, ali je bio jači od 88 mm topa koji bio postavljen na slabijem Tiger I tenku i bio je slične učikovitosti kao i 75 mm top Panther srednjeg tenka. Iako je bio revolucionarnog promjera, ovaj top bio je postavljen na tenk koji je 4/5 težine tenka Panther, 2/3 težine Tiger I, i samo pola od težine Tiger II tenka. Mala masa, snažan motor i robusna suspenzija davale su mu odličnu terensku pokretljivost. Serijski modeli nisu imali većih kvarova. Serijska verzija, T-54-1, drugačiji je od T-54 prototipa. Ima deblji oklop tijela (80 mm sprijeda, 30 mm na krovu i 20 mm na stranama) čime su nadmašili debljinu oklopa na njemačkom tenku Tiger I. Tokom razvijanja ovog modela nastali su tehnički problemi i nije bio pouzdan. Proizvodnja je zaustavljena i dizajnirala se nova verzija T-54-2 (Ob'yekt 137R). Napravljeno je nekoliko izmjena i postavljena je nova kupola. Novi dizajn kupole sa zaobljenim stranama uzet je sa IS-3 teškog tenka; kupola je slična onoj na kasnijim izvedbama T-54 tenka, ali sa uzdignutim zadnjim krajem u odnosu na tijelo tenka. Prijenos snage je moderniziran i gusjenice su proširene na 580 mm. T-54-2 je ušao u serijsku proizvodnju 1949. (Staljin Ural Tenk Fabrici No. 183 (Uralvagonzavod), a proizvodnja je počela 1950. godine. Ovaj tenk je bio znatno napredniji u odnosu na teške tenkove iz Drugog svjetskog rata.