К ним, прежде всего, относились недостаточная надежность и ресурс дизеля В2 44, ненадежная работа бортовых редукторов, что являлось причиной частых поломок на марше. Мал оказался ресурс гусеничных цепей, недостаточной прочность ободов опорных катков. Неприемлемым посчитали военные и наличие дульного тормоза у орудия ЛБ-1, плохим оказалось эффективность вентиляции боевого отделения, а электродвигателю поворота башни недоставало мощности.
Казалось бы, после этого все силы конструкторов должны были быть брошены на доработку танка и требующийся после этого выпуск соответствующей технической документации. Однако по некоторым сведениям в декабре 1945 года работы над «объектом 137» были заморожены (что по всей вероятности было связано с уже упоминавшимся переходом на выпуск мирной продукции и недостатком финансирования).
Но здесь как говорится в пословице «не было бы счастья, да несчастье помогло». Вскоре после знаменитой речи Уинстона Черчилля в Фултоне (март 1946 года), которая ознаменовала собой окончательный разрыв между бывшими союзниками и начало «холодной войны», во всем мире вновь были скорректированы планы военного производства. Естественно сделал это и СССР, в результате 29 апреля 1946 года правительственным постановлением № 960-402сс средний танк «Объект 137» принимается на вооружение (под наименованием Т-54), даже несмотря на то, что многие его недостатки так и не были устранены. Но принять постановление это одно, а довести машину и развернуть ее серийное производство это совсем другое, и если первый вариант танка Т-54 был создан за каких-то полгода, то доводка машины до боеспособного состояния (по требованиям мирного времени) затянулась на долгих четыре года. В результате хотя в течение 1946 года на заводе № 183 было запланировано изготовить 165 серийных Т-54, фактически было построено всего лишь три опытных образца.
Два из них — усовершенствованные в соответствии с рекомендациями комиссии 1945 года были построены летом 1946 года. От предшественников образца 1945 года новые Т-54 отличались следующим: лобовая броня башни была доведена до 200 мм, бортовая — до 160. Пятискоростная коробка перемены передач с постоянным зацеплением шестерен получила синхронизаторы Вместо бортовых фрикционов были установлены двухступенчатые планетарные механизмы поворота (ПМП), которые позволяли осуществлять повороты с незначительным снижением скорости без перехода на пониженную передачу, и повысили среднюю скорость движения по проселочной дороге. Обе опытные машины несли макеты 100-мм орудий, причем разного типа: первый танк — ЛБ-1, второй — Д-10Т. Кстати, вскоре после завершения этих испытаний был сделан окончательный выбор между этими орудиями — 30 сентября 1946 года, Постановлением Совета Министров СССР на вооружение танка Т-54 была принята система Д-10Т (военные гак и не простили пушке ЛБ-1 наличие дульного тормоза).
Индийский Т-54А из состава 72-го бронетанкового полка, 1971 год. На стволе установлен ложный эжектор
Эти опытные Т-54 испытывались с 20 июля по 10 августа на заводском полигоне в Нижнем Тагиле. По результатам испытаний совместная комиссия Министерства транспортного машиностроения и бронетанковых и механизированных войск подчеркнула, что при всех достоинствах представленных танков в них реализованы далеко не все замечания 1945 года. Кроме того, проведенные конструктивные изменения привели к значительному увеличению боевой массы. Если по ТТТ она не должна была превышать 36 т, то фактически полный вес опытных танков составил более 39 т. Следующий опытный образец танка Т-54 (пятый по общему счету и третий в 1946 году), был построен в сентябре и испытывался в течение октября-ноября 1946 года. Танк прошел на заводских испытаниях более 2000 км. Одновременно дорабатывались чертежи танка с улучшенными характеристиками и уменьшенным весом. Всего в 1946 году в конструкцию Т 54 было внесено 649 изменений.
План производства Т-54 на 1947 год был утвержден в количестве 400 штук (250 — завод № 187 в Нижнем Тагиле, 100 — завод № 75 в Харькове и 50 — завод № 174 в Омске), причем это по скорректированному в сторону уменьшения варианту плана. Однако фактически построено было только 22 экземпляра Т-54.
Два головных образца первой серии танков T-54 поступили на межведомственные испытания, проводившиеся в Нижнем Тагиле с 25 апреля по 27 мая совместной комиссией ГБТУ и Минтрансмаша. Танки испытания выдержали и были рекомендованы к серийному производству — правда, с внесением еще 36 изменений.