Во многом по этой причине технический проект БТ-20 был готов лишь к середине марта 1938 года, с опозданием на полтора месяца. Эскизный проект утвердили в АБТУ только 25 марта. Именно его и продемонстрировали на вышеупомянутом заседании Комитета обороны. Поскольку никакого конкретного решения в пользу того или иного типа движителя на этом заседании принято не было, то 13 мая 1938 года руководство АБТУ утвердило уточненную тактико-техническую характеристику колесно-гусеничного танка БТ-20. Для обеспечения защиты от 12,7-мм бронебойных пуль толщина броневых листов корпуса и башни была увеличена, а сами листы располагались под большими углами наклона, чем прежде. Массу определили в 16,5 т, и машина фактически перешла в категорию средних танков. Экипаж был увеличен до 4 человек. Состав вооружения сохранился прежним, изъяли лишь установку огнемета.
В августе 1938 года Комитет обороны СССР принял постановление "О системе танкового вооружения". В этом документе содержалось требование — меньше, чем за год, к июлю 1939 года разработать новые образцы танков, у которых вооружение, броня и подвижность полностью отвечали бы условиям будущей войны.
Опытный образец среднего танка А-34 во время испытаний на НИБТПолигоне в Кубинке. Март 1940 года
В начале сентября 1938 года проект и макет танка БТ-20 были рассмотрены комиссией АБТУ РККА под председательством военинженера 1-го ранга Я.Л.Сквирского. Комиссия утвердила проект, но при этом обязала КБ и завод № 183 разработать и изготовить один колесно-гусеничный танк с 45-мм пушкой и два гусеничных танка с 76-мм пушками.
В октябре 1938 года завод представил чертежи и макеты двух разработанных согласно решению комисии АБТУ вариантов: колесно-гусеничного А-20 и гусеничного А-20Г, которые были рассмотрены Главным военным советом РККА 9 и 10 декабря 1938 года. Рассмотрение их Комитетом обороны СССР состоялось 27 февраля 1939 года. Оба проекта были утверждены, а заводу предложили изготовить и испытать опытные образцы танков А-20 и А-32 (такой индекс к тому времени получил А-20Г).
В связи со срочной разработкой чертежей встал вопрос о привлечении дополнительных конструкторских сил. В начале 1939 года было проведено объединение имевшихся на заводе № 183 трех танковых КБ (КБ-190, КБ-35 и КБ-24) в одно подразделение, которому присвоили шифр — отдел 520. Одновременно произошло слияние в один всех опытных цехов. Главным конструктором отдела 520 стал М.И.Кошкин, начальником КБ и заместителем главного конструктора — А.А.Морозов, заместителем начальника — Н.А.Кучеренко.
К маю 1939 года опытные образцы новых танков изготовили в металле. До июля обе машины проходили в Харькове заводские испытания, а с 17 июля по 23 августа — полигонные. При этом в отчете об испытаниях указывалось, что ни та ни другая машина не была полностью укомплектована. В наибольшей степени это касалось А-32. На нем отсутствовали оборудование ОПВТ, предусмотренное проектом, и укладка ЗИП; 6 опорных катков из 10 были заимствованы у БТ-7 (они были уже "родных"), не полностью оказалась оборудована и боеукладка.
Первый опытный образец танка А-34. Обращает на себя внимание гнутый лобовой лист корпуса, отсутствовавший на серийных машинах
| А-20 | А-32 | |
| Боевая масса, кг | 18 000±200 | 19 000±200 |
| Экипаж, чел. | 4 | 4 |
| Длина, мм | 5760 | 5760 |
| Ширина, мм | 2650 | 2730 |
| Высота на колесах, мм | 241 | 2411 |
| Высота на гусеницах, мм | 2435 | 2435 |
| Высота без башни на гусеницах, мм | 1538 | 1538 |
| Ширина хода, мм | 2250 | 2300 |
| Расстояние между осями ведущего колеса гусеничного хода и ленивца, мм | 5060 | 5060 |
| База гусеничного хода (расстояние между осями крайних опорных катков), мм | 3511 | 3590 |
| Клиренс, мм | 400-410 | 385-400 |
| Бронирование, мм: | ||
| лоб корпуса | 20/56° | 20/56° |
| борт | 25/90° | 30/90° |
| корма | 6/45° | 16/45° |
| крыша и днище | 10 | 10 |
| борта башни | 25/25° | 25/25° |
| крыша башни | 10 | 10 |
| Вооружение | 1x45 мм, 2 ДТ 1x76 мм, 2 ДТ | |
| Боекомплект: | ||
| снарядов | 152 | 72 |
| пулеметных дисков | 43 | 26 |
| Двигатель | В-2, установочной серии | |
| Макс. мощность, л.с. | 500 при 1800 об/мин | |
| Номин. мощность, л.с. | 450 при 1750 об/мин | |
| Макс. скорость, полученная при испытании на гусеницах, км/ч: | ||
| по шоссе | 74,7 | 4,7 |
| по грунтовой дороге | 57 | 65 |