Первый советский огнемётный танк XT-18 был создан в 1931 г. на базе первого серийного лёгкого Т-18 (МС-1). Огнемёт ОТ-1 относился к числу «пороховых» (фугасных). Бак с огнесмесью (мазут-керосин) монтировался на «хвосте», а брандспойт располагался в башне на месте 37-мм орудия. В 1932 г. был разработан проект «химизированной танкетки» ОТ-27 на базе серийной Т-27. Годом ранее рассматривался проект лёгкого двухместного химтанка ХТ-26 на базе двухбашенного варианта Т-26 обр.1931 г. Левая башня этой машины была снята, в правой установили огнемёт КС-24 с дальностью огнеметания 35 м и пулемёт ДТ. Запаса огнесмеси хватало на 70 выстрелов. За один выстрел выбрасывалось до 5 л огнесмеси. ХТ-26 стал первым серийным огнемётным танком. Кроме того, на базе Т-26 обр.1933 г., создали химтанк ХТ-130. Брандспойт с бронекожухом устанавливался в башне вместо 45-мм танковой пушки. В 1939 г. изготовили опытные химтанки XT-131 и XT-132. В ХТ-131 сохранили пушечное вооружение в башне — это был один из первых в мире огнемётных танков с пушечным вооружением. На нём устанавливалась огнемётная аппаратура КС-25. XT-133 строился на шасси Т-26 обр.1939 г. В 1940 г. на базе Т-26 под обозначением XT-134 построили ещё два экземпляра химтанка с сохранением пушечного вооружения и с огнемётом КС-25. Всего «химических» танков на базе Т-26 выпустили более тысячи! В 1941 г. огнемёт установили на колёсно-гусеничный танк БТ-7М обр.1940 г. — он получил обозначение ОП-7. Дальность огнеметания — до 70 м. Проекты «химических» (огнемётных) танков разрабатывались на основе и других танков.
1 — канал подачи сжатого воздуха; 2 — канал с регулятором подачи выстреливаемого топлива; 3 — канал подачи воспламенителя (бензина); 4 — искровое электровоспламеняющее устройство.
Достигнутая в пневматических огнемётах к концу 1930-х гг. дальность огнеметания до 90 м уже не отвечала условиям боя. Повышению дальности способствовали введение вязких огнесмесей и переход на пороховые огнемёты, теперь зажигательная жидкость металась не сжатым воздухом, а пороховыми газами. На заводе № 174 разработали пороховой автоматический танковый огнемёт. Пороховой заряд помещался в укороченной гильзе 45-мм выстрела противотанковой пушки. Ёмкость магазина — 4 патрона. Скорострельность достигала 18 выстр./мин, дальность составляла 60–100 м. Первоначально пороховые огнемёты предполагалось ставить на лёгкие танки (XT-133, БТ-7), но уже в ноябре 1940 г. было решено установить их на новые танки Т-50 и Т-34. В марте 1941 г. огнемёт был принят на вооружение под обозначением АТО-41 (автоматический танковый огнемёт обр. 1941 г.). В конце 1942 г. модернизированный огнемёт получил обозначение АТО-42. На огнемётные танки АТО-42 ставился с 1943 г. По своим характеристикам он превосходил зарубежные серийные танковые огнемёты и производился до конца войны.
С созданием новых средних танков велась разработка их огнемётных модификаций. В декабре 1940 г. в Харькове выполнили опытную установку автоматического порохового огнемёта на танк Т-34 — этот танк получил обозначение ТО-34, но более известен как ОТ-34. В ТО-34 огнемёт АТО-41 ставился в передней части корпуса справа, на месте лобового пулемёта, «сопло» огнемёта полностью укрывалось подвижной бронемаской — издали она почти не отличалась от бронемаски шаровой пулемётной установки. Стрельба велась одиночными выстрелами или очередью по 3–4 выстрела. Дальность огнеметания — 60–100 м. Ёмкости резервуара в 100 л хватало на 10 выстрелов.
С появлением в 1939–1940 гг. нового поколения тяжёлых танков серия «КВ» встал и о их «огнемёчивании». В 1941 г. начали проектирование тяжёлого огнемётного танка КВ-8 (объект 228) на базе серийного КВ-1 с установкой огнемёта АТО-41. Огнемёт устанавливался в башне рядом со спаренным пулемётом ДТ. Пушку 76-мм заменили 45-мм пушкой обр. 1934/38 г. Чтобы внешне химтанк не отличался от линейных, на ствол пушки надевали кожух, воспроизводивший очертания 76-мм орудия.