В феврале 1940 года две новенькие «тридцатьчетверки» готовились к высочайшему показу новой боевой техники, который должен был состояться в Москве в середине марта. Однако обладавший недюжинной пробивной силой Кошкин не имел таких могущественных покровителей, какие, к примеру, были у Жореса Котина. В это время маршал К.Е. Ворошилов в качестве основной машины для Красной Армии лоббировал танк имени себя, а его заместитель по вооружению маршал Г.И. Кулик проталкивал танк сопровождения Т-50, который по многим параметрам не уступал Т-34, был почти вдвое легче и втрое дешевле. Параллельно харьковчан обязывали продолжать работы по колесно-гусеничному А-20. В начале марта Григорий Иванович позвонил в Харьков и запретил отгружать опытные экземпляры Т-34 в Москву, мотивируя свое решение тем, что они не прошли заводские испытания в полном объеме, в частности не набрали необходимые 2000 км пробега. Формально Кулик был прав, если забыть, что КВ был запущен в серию, «пробежав» около 600 км.
Директор Харьковского завода Ю.Е. Максарев принял смелое решение: дабы набрать недостающие километры, под водительством М.И. Кошкина направить танки в столицу своим ходом. Во время двенадцатидневного путешествия в тяжелых зимних условиях Т-34 показал высокие результаты: удельная мощность двигателя – 18 л.с. на тонну веса, максимальная скорость – 55 км/ч, удельное давление на грунт, благодаря применению широких гусениц, – 0,64 кг/кв. см (то есть даже меньше, чем у 9-тонного германца Pz. Kpfw. II), запас хода – 300 км. 17 марта в Кремле «тридцатьчетверки» продемонстрировали советскому руководству. После чего они были испытаны на полигоне в Кубинке и двинулись в обратный путь по маршруту Минск – Киев – Харьков. Членам Политбюро танк понравился, и 31 марта было принято решение о постановке Т-34 в серийное производство.
Серийный выпуск следовало развернуть на Харьковском паровозостроительном заводе, а с октября – на Сталинградском тракторном. План на 1940 год предусматривал строительство 500 танков в Харькове и 100 в Сталинграде. Однако гладко было на бумаге. К июлю на ХПЗ изготовили всего четыре серийных танка, на СТЗ – ни одного. В октябре из-за непоставки заводу № 183 орудий из 55 изготовленных танков заказчику был сдан один, в Сталинграде – ни одного. Судьба Т-34 по-прежнему висела в воздухе. Неоднократно поднимался вопрос о его полной переделке или замене другой боевой машиной. К тому же 26 сентября от воспаления легких скончался М.И. Кошкин – сказались мартовские приключения с купанием в ледяной воде. Место Кошкина занял А.А. Морозов.
В ноябре– декабре серийные машины по указанию Г.И. Кулика подверглись интенсивным испытаниям стрельбой и пробегом по маршруту Харьков – Кубинка – Смоленск – Гомель – Киев – Харьков. Испытания проводили офицеры НИБТПолигона, представившие по итогам сугубо отрицательный отчет. Коллектив комиссии выявил столько конструктивных недостатков и замечаний, во многом вполне справедливых и обоснованных, что появились сомнения в боеспособности испытываемых машин вообще. Маршал отчет утвердил, прекратив производство и приемку Т-34.
Руководство завода не согласилось с мнением заказчика и обжаловало это решение в главке, предложив продолжать производство нового танка с сокращенным до 1000 км гарантийным пробегом. Харьковчан поддержали маршал К.Е. Ворошилов и министр среднего машиностроения В.А. Малышев. Дело закончилась тем, что в 1940 году удалось выпустить только 115 «тридцатьчетверок» вместо запланированных 600. К весне выпуск машин, ставших технологичнее, дешевле и надежнее, получивших литую башню, постепенно наладился.
Одновременно конструкторам поручили разработку новой машины – Т-34М с 75-мм броней, более компактной, эффективной и менее уязвимой торсионной подвеской, планетарной КПП, с дизелем В-5 мощностью 600 л.с., башней увеличенного размера, с командирской башенкой и экипажем из пяти человек. Максарев и Морозов боролись за то, чтобы присвоить танку имя «Иосиф Сталин», но им не разрешили. Документация на новую машину была подготовлена к марту 1941 года, и началось изготовление двух «усовершенствованных» эталонных образцов; в мае были готовы корпуса, башни, отработаны элементы ходовой части. Утвержденный правительством план предусматривал выпуск в 1941 году 2800 «тридцатьчетверок», в том числе 500 машин Т-34М. Однако ни дизель В-5, ни планетарная коробка передач так и не появились. С началом войны работы над новым танком прекратили, все силы бросив на массовый выпуск базовой модели.
До 22 июня 1941 года успели построить то ли 1225, то ли 1400 «тридцатьчетверок» (Министерство обороны России до сих пор не определилось в этом вопросе), ставших впоследствии самой массовой боевой машиной РККА; всего произвели более 35 тысяч единиц Т-34-76.