В начале 1944 года заводу № 183 был дан приказ на проектирование и испытание модернизированных образцов танка Т-34-85. Модернизация имела два варианта.
С 24 мая по 10 июня были проведены сравнительные испытания двух модернизированных танков Т-34-85М и одного серийного Т-34-85 майского выпуска завода № 183.
До начала полигонных испытаний каждый из Т-34-85М прошёл своим ходом свыше 1000 км.
Испытания проводились на НИБТ полигоне рядом с Кубинкой.
На испытаниях были представлены два модернизированных танка в двух вариантах:
1-й вариант — с утолщённым верхним наклонным лобовым листом, без переноса топливных баков.
2-й вариант — с утолщённым верхним наклонным лобовым листом и расположением топливных баков в кормовой части корпуса танка.
Проведённая модернизация заключается в:
а) усилении бронезащиты верхнего лобового листа с 45 мм до 75 мм;
б) установке изменённой коробки передач;
в) утолщении литого люка водителя с 75 мм до 100 мм и защиты пулемёта ДТ с 60 мм до 90 мм;
г) уменьшении по диаметру ведущих колёс;
д) уменьшении толщины корпуса днища, крыши над мотором с 20 мм до 15 мм и нижнего кормового листа с 45 мм до 15 мм.
Кроме этого, вместо 6 топливных баков, расположенных в боевом и моторном отделениях (в серийном танке), установлены два бака ёмкостью по 190 литров каждый в кормовой части танка, за коробкой передач. Общая ёмкость основных топливных баков осталась прежней — 540 литров. В связи с размещением баков на корме, конфигурация танка претерпела изменения. Нижний кормовой лист был увеличен по высоте на 400 мм, а толщина его была уменьшена до 30 мм. С бортов топливные баки были защищены бронелистами в 45 мм.
После проведённых испытаний модернизированных танков Т-34-85М комиссия сделала следующие выводы:
В связи с увеличением толщины верхнего лобового листа и люка водителя, с сохранением при этом прежней массы танка, повысилась бронестойкость лобовой части танка и при этом не ухудшились динамические показатели танка.
На модернизированном танке Т-34-85М (2-й вариант с перенесёнными баками) бронестойкость кормовой части снижена.
Уменьшение толщины днища корпуса танка с 20 мм до 15 мм увеличит поражаемость днища при взрывах на минах.
Перенос топливных баков из боевого отделения в кормовую часть танка снижает пожарную опасность от загорания топлива и увеличивает боекомплект до 60 снарядов и 38 пулемётных дисков. Также улучшаются условия работы экипажа. Но при этом из-за переноса баков на корму усложняет монтажные работы и обслуживание трансмиссии. Вариант переноса топливных баков на корму танка мог быть принят только при гарантии надёжной работы трансмиссии и улучшении доступа к этим агрегатам.
Также комиссия сделала ряд рекомендаций по исправлению недоработок в модернизации Т-34-85. После проведения обстрела танков Т-34-85М выяснилось, что модернизация не обеспечивает надёжной защиты от новых немецких танковых и противотанковых орудий. Например, при обстреле верхнего лобового листа толщиной 75 мм из 75-мм пушки «Пантеры» он пробивался бронебойным снарядом с дистанции 650 метров, а из 88-мм пушки PaK — 43 с дистанции до 2000 метров.
Вопрос о серийном производстве танков Т-34-85М не поднимался.