В КБ Т2К под руководством А.О.Фирсова с привлечением молодых конструкторов Н.А.Кучеренко, В.М.Дорошенко и других велись работы по дальнейшему совершенствованию серийно выпускавшихся машин.
В особую проблему выделилось оснащение танка БТ двигателями. Дело в том, что в связи с окончательным переходом на выпуск танков Т-18 (МС-I) в 1930 году на ленинградском заводе «Большевик» налаженное на нем производство авиационных двигателей М-5 было прекращено, то предусматривалось оснащать быстроходные танки авиационными моторами мощностью 350-500 л.с., организация производства которых была возложена на ВАО (Всесоюзное Авиационное Обьединение). Но так как новый авиационный завод в срок построен не был, то для обеспечения выпуска первых 100 танков Правительством было разрешено приобрести в США 50 двигателей «Либерти» в октябре и еще 50 — в декабре 1931 года. Для закупки этих моторов от У ММ был отправлен в США В.Д.Свиридов.
Обеспечение выпуска остальных танков БТ двигателями сначала планировалось осуществить за счет возобновления серийного производства двигателя М-5 на одном из авиационных заводов. Но в связи с тем, что в самолетостроении перешли на выпуск более мощного бензинового двигателя М-17, было принято решение не возобновлять серийное производство М-5, а закупить в США оставшиеся там неликвиды — авиационные двигатели «Либерти», которыми были оснащены все первые быстроходные танки.
Еще одной проблемой стал вопрос оснащения быстроходного танка вооружением.
Все дело в том, что при принятии на вооружение танка БТ в качестве основного вооружения на нем должна была устанавливаться 37-мм пушка Б-3. Опытный образец этой пушки был изготовлен еще в начале 1929 года и предназначался для установки в танк Т-18. Так как завод N 8 получил задание на изготовление 350 таких пушек, то летом 1931 года было принято решение при проектировании БТ установить в башню танка спаренную установку этой пушки и пулемета.
В процессе производства БТ в 1931 году окончательно выяснилось, что Главное Артиллерийское Управление (ГАУ) РККА не справилось с изготовлением опытного образца спаренной установки и вследствие этого отказалось от постановки ее на серийное производство. В результате в 1 квартале 1932 года пришлось менять чертежи башни, а первые 60 башен, изготовленных Ижорским заводом (ИЗ), — приспосабливать паллиативными мерами под раздельную установку 37-мм пушки Б-3 и пулемета ДТ, к тому же в этих башнях оказалось технически невозможно вырезать отверстие под шаровую установку пулемета ДТ. В таком виде башни вместе станками и поступили в войска.
БТ-2 с раздельной установкой 37-мм пушки Б-3 и 7,62-мм пулемета ДТ.
Серийный БТ-2 первого выпуска с пушкой Б-3 на испытаниях по преодолению препятствий.
Еще 240 башен под раздельную установку 37-мм пушки и 7,62-мм пулемета ДТ были выпущены Ижорским (120 шт) и Мариупольским (120 шт) заводами.
Начиная с 301-й машины, планировалась установка в башню БТ 45-мм пушки 20К спаренной с пулеметом ДТ. Конструкторские проработки показали, что 45-мм пушку установить в серийную башню БТ не представлялось возможным. Для установки этих пушек была спроектирована единая для танков БТ и Т-26 башня большего размера, которая позднее устанавливалась на БТ-5.
Пока в верхах решали вопрос о возможных вариантах установки вооружения на танк БТ, в целях загрузки производственных мощностей заводов Зам. Наркома тяжедой промышленности Павлуновский дал приказание изготавливать для первых 610 танков БТ старые башни, спроектированные под Б-3. В связи с тем, что завод N 8 всего смог поставить ХПЗ 190 пушек Б-3, правительством в мае 1932 года было принято решение о постановке на оставшиеся 440 танков БТ вместо этих пушек спаренной установки пулеметов Дегтярева — ДА-2.
Эти спаренные пулеметные установки поступили в РККА в течение IV квартала 1933 года. Причем монтаж спарки ДА-2 осуществлялся ремонтными органами войсковых частей.
Танки БТ с пулеметным вооружением отдельные авторы, особенно за рубежом, ошибочно называют БТ-1. В действительности же БТ-1 назывались первые два закупленных опытных образца «Кристи» М.1940. Танки с 37-мм пушкой или спаренной пулеметной установкой ДА-2 начиная с февраля 1933 года, официально стали именоваться БТ-2.
В 1932 году на ХПЗ было изготовлено 396, а в 1933 году еще 224 танка БТ-2. Причем 13 первых выпущенных танков в целях ускорения освоения серийного производства и обучения личного состава танковых войск имели корпуса и башни, выполненные из простого железа. 10 танков были отправлены в учебные заведения и части, а 3 машины находились на ХПЗ и использовались для проведения опытно-конструкторских работ.