Poslije prvih proba sa nuklearnim oružjem, sovjetski inžinjeri su shvatili da T-54 može izdržati 2-15 kt nuklearnog udara na udaljenosti 300 m od epicentra. Posada bi za takvu snagu eksplozije imala mogućnost preživljavanja ako se nalazi dalje od 700 m od epicentra. Tako je odlučeno da se napravi zaštita od radijacije koja bi se aktivirala 0.3 sekunde nakon otkrivanja gama zračenja. Predloženo je da se mijenja dizajn tenka i dodaju nove tehnologije. Mnoge promjene su testirane i ranije na T-54M (Ob'yekt 139). Tenk je pokretao novi V-55 12-cilindrični 38,88 litreni vodom hlađeni dizel motor koji razvija maksimalnih 581 KS (433 kW). Poboljšan je pristup motoru, čime su se olakšali popravci. Da bi povećali kapacitet spremnika goriva za 300 litara postavljen je još jedan spremnik unutar prednje strane tenka čime se ukupan kapacitet povećao na 680 litara. Borbeni komplet je povećan sa 34 na 45 granata, od kojih je 18 smješteno u takozvanim mokrim spremnicima u prednjm dijelu kupole. Borbeni komplet sastojao se od visoko eksplozivnih granata i protutenkovskih granata, a bilo je planiranio da tenk nosi i BK5M HEAT granate koja može probiti 390 mm čeličnog oklopa. Mitraljez 12.7 mm je uklonjem sa tenka zbog nemogućnosti gađanja brzih mlaznih aviona. Tenk je trebao biti opremljen sa ""Rosa"" aktivnim sistemom zaštite. Tenk je imao i deblji oklop na kupoli i opremu za dijelovanje noću. Kako bi se smanjila težina tenka koji je zbog nove opreme znatno teži, stavljen je tanji oklop sa stražnje strane tenka. T-55 je bio bolji od IS-2 tenka, uključujući i brzinu paljbe (najmanje četiri granate u susporedbi sa manje tri u minuti). Teški sovjetski tenkovi su postali znatno lošiji u odnosu na T-55 tenk. Izraz srednje teški tenk zamijenio se sa izrazom glavni borbeni tenk. Ušao je u službu Crvene armije 8. maja 1958. godine.ref name=""Sewell, p.27""/>