5 мая 1943 года ГКО принял постановление № 3289сс "Об усилении артиллерийского вооружения танков и самоходных установок". В нем перед НКТП и НКВ были поставлены конкретные задачи по созданию танковых пушек с зенитной баллистикой.
Еще в январе 1943 года к разработке такой пушки приступило КБ завода № 9, руководимое Ф.Ф.Петровым. К 27 мая 1943 года были выпущены рабочие чертежи пушки Д-5Т-85, спроектированной по типу немецких танко-самоходных пушек и отличавшейся малой массой и небольшой длиной отката. В июне первые Д-5Т изготовили в металле. Эта пушка была удачно скомпонована в тяжелые танки КВ-85 и ИС-85, а в варианте Д-5С — в артсамоход СУ-85.
Однако, для установки ее в средний танк Т-34 требовалось увеличить диаметр башенного погона и установить новую башню. Над этой проблемой трудились КБ завода "Красное Сормово" во главе с В.В.Крыловым и башенная группа завода № 183, руководимая А.А.Молоштановым и М.А.Набутовским.
В результате появились две очень похожие друг на друга литые башни с диаметром погона в свету 1600 мм. Обе они напоминали (но не копировали!) башню опытного танка Т-43, взятую за основу при проектировании.
Установка пушки Д-5Т в новой башне должна была решить все проблемы, но... Прекрасные массо-габаритные характеристики этого орудия решались за счет большой сложности конструкции. Кроме того, особенностью Д-5Т было расположение тормоза отката и накатника над стволом, подобно немецкой штурмовой пушке Stuk 40, но, в отличие от последней, — за основной башенной броней. Для лучшего уравновешения ее цапфы сдвинули вперед, а казенная часть, наоборот, оказалась довольно сильно отодвинутой к кормовому листу башни. Это практически исключало возможность заряжания пушки на ходу танка. Даже при движении на малой скорости натренированные заряжающие, пытаясь осуществить заряжание, по нескольку раз ударяли головной частью снаряда в казенную часть орудия. В результате пушку Д-5Т на вооружение танка Т-34 не приняли, а сразу по окончании ее испытаний — в октябре 1943 года — отдали приказ ЦАКБ (главный конструктор В.Г.Грабин) о разработке специальной 85-мм пушки для танка Т-34. Серийное производство нового орудия предполагалось начать на заводе № 92 с 1 марта 1944 года, а до тех пор в качестве временной меры заводу "Красное Сормово" разрешалось устанавливать в башню своей конструкции пушку Д-5Т.
При этом заводу предлагалось обеспечить выпуск танка в следующих количествах: в январе 1944 года — 25 шт., феврале— 75 шт., марте —150 шт., а с апреля полностью перейти на производство Т-34-85 вместо Т-34.
Танки, вооруженные пушкой Д-5Т, заметно отличались от машин более позднего выпуска по внешнему виду и внутреннему устройству. Башня танка была двухместной, а экипаж состоял из четырех человек. На крыше башни имелась сильно смещенная вперед командирская башенка с двухстворчатой крышкой, вращавшейся на шариковой опоре. В крышке устанавливался смотровой перископический прибор МК-4, позволявший вести круговой обзор. Для стрельбы из пушки и спаренного пулемета устанавливались телескопический шарнирный прицел ТШ-15 и панорама ПТК-5. В обоих бортах башни имелись смотровые щели со стеклоблоками триплекс и бойницы для стрельбы из личного оружия. Радиостанция размещалась в корпусе, а ввод ее антенны — на правом борту, так же как у танка Т-34 с 76-мм пушкой. Силовая установка, трансмиссия и ходовая часть изменений практически не претерпели. Эти танки несколько различались между собой в зависимости от времени выпуска. Например, первые серийные машины имели один башенный вентилятор, а последующие — два. Танки самых поздних выпусков имели приборы наблюдения МК-4 и более позднюю командирскую башенку. Радиостанция размещалась в башне, но в корпусах этих танков еще сохранялся антенный ввод на правом бортовом листе или его заглушенное отверстие.
Один из первых танков Т-34-85 с пушкой Д-5Т на полигоне в Кубинке. Хорошо видны типичные лишь для этой модификации маска пушки, антенный ввод на правом борту корпуса, поручни на лобовой броне, расположение сильно смещенных вперед командирской башенки и дополнительного топливного бака, а также выполненные из прутков рымы для демонтажа башни. Смотровая щель в левом борту башни характерна только для сормовских машин с пушкой Д-5Т
Следует отметить, что рассмотренная выше модификация в статистической отчетности как Т-34-85, по-видимому, не фигурирует. Во всяком случае, на сегодняшний день есть существенные расхождения в оценках количества выпущенных машин, приводимых в литературе. В западных изданиях цифры колеблются в диапазоне 500—700 танков. На самом деле — значительно меньше! С января по апрель 1944 года заводские цехи покинули 255 танков Т-34 с пушкой Д-5Т, в том числе пять командирских машин с радиостанциями РСБ-Ф.
Выполняя приказ НКВ по созданию 85-мм пушки для Т-34 в октябре — ноябре 1943 года, ЦАКБ и завод № 92 изготовили три опытных образца новых орудий. ЦАКБ представило пушки С-53 (ведущие конструкторы Г.И.Сергеев и Г.И.Шабаров) и С-50 (ведущие конструкторы В.Д.Мещанинов, А.М.Боглевский и В.А.Тюрин), а артиллерийский завод № 92 — пушку ЛБ-1 (ЛБ-85) конструкции А.И.Савина.
В ходе испытаний, продолжавшихся до конца 1943 года, предпочтение было отдано пушке С-53, которая 1 января 1944 года была принята на вооружение танка Т-34, причем как со штатным (1420 мм), так и расширенным погонами. С-53 выгодно отличалась от аналогов простотой конструкции и надежностью. Тормоз отката и накатник располагались под основанием затвора, что позволило уменьшить высоту линии огня и увеличить расстояние между казенником и задней стенкой башни. Кроме того, стоимость орудия оказалась ниже, чем у 76-мм пушки Ф-34, не говоря уже о Д-5Т.
Танк Т-34-85 с пушкой С-53 был принят на вооружение Красной Армии постановлением ГКО № 5020сс от 23 января 1944 года.
Начиная с февраля к постепенному переходу на выпуск танков с пушкой С-53 приступил завод № 112 "Красное Сормово". При этом первые танки имели в облике много черт от Т-34 с Д-5Т: раннюю сормовскую башню, U-образные рымы, расположение топливных баков и т.д. С 15 марта 1944 года к производству Т-34-85 приступил завод № 183, а с июня — завод № 174 в Омске.
Продолжавшиеся, несмотря на начало производства, полигонные испытания, выявили существенные дефекты противооткатных устройств пушки С-53. Заводу № 92 в Горьком было поручено своими силами провести ее доработку. В течение лета 1944 года там провели ряд мероприятий по совершенствованию конструкции орудия. Была увеличена толщина стенок ствола, что вызвало усиление салазок и люльки. Для улучшения баланса цапфы орудия немного сдвинули вперед. В тормозе отката изменили профиль веретена, упростили копир, ввели новую кнопку электроспуска. Изменилась также и бронемаска пушки. Орудие получило обозначение ЗИС-С-53 ("ЗИС" — индекс артиллерийского завода № 92 имени Сталина, "С" — индекс ЦАКБ) и с 28 октября 1944 года было принято на вооружение.
У "тридцатьчетверок" с пушками С-53 и ЗИС-С-53 башня стала трехместной, а командирская башенка была сдвинута ближе к ее корме. Радиостанцию перенесли из корпуса в башню. Смотровые приборы устанавливались только нового типа — МК-4, причем как в раннем — открытом, так и в позднем — закрытом вариантах. В течение 1944 года были введены крепление пяти запасных траков на верхнем лобовом листе корпуса, коробчатые передние грязевые щитки, откидывавшиеся на петлях, установка малых дымовых шашек МДШ на кормовом листе корпуса. По мере производства менялись форма и размеры балки носовой части корпуса, соединявшей верхний и нижний лобовые листы. Она уменьшалась в размерах, а на машинах поздних выпусков была изъята — верхний и нижний листы сваривались встык.
Стремясь усилить бронезащиту серийного танка, завод № 183 весной 1944 года разработал два образца модернизированного танка Т-34-85М.
Башня завода "Красное Сормово" с пушкой Д-5Т. У первых выпущенных машин имелся только один башенный вентилятор
Т-34-85 завода "Красное Сормово". Промежуточная модель, сохранившая часть характерных деталей ранних сормовских машин — смещенный вперед наружный топливный бак и рымы из прутка
На первом образце были установлены 75-мм лобовой лист корпуса, утолщенные до 100 мм люк механика-водителя и до 90 мм бронемаска курсового пулемета ДТ. Чтобы компенсировать рост массы танка, пришлось уменьшить толщину деталей днища и крыши корпуса над двигателем, днища подкрылков и нижнего кормового листа. Конструктивным изменениям подверглись также коробка передач и отдельные узлы ходовой части. На втором образце, кроме того, из боевого отделения удалили топливные баки. Вместо них в кормовой части были смонтированы два топливных бака емкостью по 190 л каждый, в связи с чем несколько изменилась конфигурация кормы.
Оба танка успешно прошли испытания, но, несмотря на крайнюю необходимость усиления лобовой брони Т-34-85, на вооружение приняты не были, так как завод № 183 полным ходом занимался доработкой перспективного среднего танка Т-44.
