Hovedskytset er en 100 mm riflet kanon, som kan eleveres fra -4° til +17°. Den kan avfyre AP, APC-T, HE, HE-FRAG, HEAT-FS og HVAPDS-T med en midlere skuddtakt på fire skudd i minuttet. Ved laderens luke står en 12,7 mm mitraljøse. En 7,62 mm mitraljøse er montert koaksialt med hovedskytset, og et lignende våpen kan betjenes av vognføreren. T-54 kan legge sitt eget røykteppe ved å sprøyte inn diesel i eksosen.