Химические танки поступали на вооружение рот боевого обеспечения механизированных (а затем танковых) бригад, а с 1935 года — и на вооружение отдельных химических танковых батальонов. Эти батальоны, в свою очередь, шли на укомплектование химических танковых бригад. Всего к 1939 году в РККА имелось три таких бригады (на Дальнем Востоке, в Поволжье и Московском военном округе). Причем в двух из них имелось по одному батальону телетанков, так как они тоже имели на вооружении огнеметы.
В войне с Финляндией, помимо рот боевого обеспечения танковых бригад, участвовали и пять отдельных химических танковых батальонов — 201, 204, 210 217 и 218-й — из состава 30 и З6-й танковых бригад. Во время боевых действий химические танки оказались очень эффективными при борьбе с финскими укреплениями. Однако при этом они оказались более уязвимыми, чем обычные танки и поэтому несли большие потери. Например, в «Отчете о работе бригады Автобронетанкового управления на финском фронте» сказано следующее: «По сравнению с линейными Т-26 процент выхода из строя химических танков значительно выше. Согласно отчетов, в части с линейными танками процент боевых потерь составляет 14,9 %, а в химическом танковом батальоне — 34,3 %. Объяснение этого в неизбежном возникновении пожара при попадании осколков в цистерны с огнесмесью. При наличии большого количества огнесмеси пожары химических танков продолжаются в течение 15–20 часов, а температура доходит до такой степени, что плавятся картеры двигателя и коробки передач, и даже стекла триплексов».
Поэтому некоторые XT-133, поступавшие на пополнение потерь прямо с завода, имели дополнительную экранировку броней 30–40 мм. Кроме того, небольшая дальность огнеметания не позволяла химическим танкам поражать цели на дистанции более 100 метров. В начале 1940 года завод № 174 изготовил два образца XT-134. Это были обычные Т-26 образца 1939 года, на которых в верхнем переднем листе корпуса устанавливался огнемет. Бак для огнесмеси монтировался на заднем листе подбашенной коробки. Обе машины поступили в 210-й химический танковый батальон и участвовали в боях, причем одна из них была подбита. Количество химических танков на фронте неуклонно возрастало. Так, если к 30 ноября во всех пяти батальонах и ротах боевого обеспечения танковых бригад имелось 208 ХТ-26 и XT-130, то в ходе войны с завода им. Ворошилова поступило в войска 168 новых танков (165 ХТ-133, два ХТ-134 и один ХТ-130), а также прибыло из других военных округов 70 ХТ-26 и ХТ-130. На Карельском перешейке действовало 290 машин, а остальные были сосредоточены в полосе 8 и 15-й армий. Из 446 химических танков, участвовавших в боях, потеряно 124 машины, из которых 24 безвозвратно. Для обслуживания химических танков 18 января на Карельский перешеек прибыл 302-й ремонтно-восстановительный батальон. До конца войны он отремонтировал 59 и эвакуировал 69 машин.
В целом, химические танки в ходе зимней войны показали себя с наилучшей стороны, несмотря на все их недостатки.
ТЕЛЕУПРАВЛЯЕМЫЕ ТАНКИ. Создание танков, действующих без экипажа и управляемых по радио на расстоянии (по терминологии того времени «телеуправляемые танки» или «телетанки») началось в СССР еще в конце 20-х годов в конструкторском бюро центральной лаборатории проводной связи (ЦЛПС). 2 февраля 1930 года в окрестностях Ленинграда прошло первое испытание танка «Рено FT», оборудованного специальной телемеханической аппаратурой для управления на расстоянии «Река-1».
Принцип работы этого телетанка (как и всех последующих) был следующим. Передаваемые по радио команды принимались установленной в танке специальной аппаратурой. Она трансформировала радиокоманды в механические, которые с помощью сжатого воздуха приводили в действие рычаги и педали, управляющие танком.
В последующие два года шли интенсивные работы по созданию работоспособных образцов телетанков, пригодных для вооружения Красной Армии. Помимо ЦЛПС к созданию телетанков привлекались Научно-испытательный институт связи и электромеханики (НИИСЭМ) и Особое техническое бюро (Остехбюро). Телемеханической аппаратурой оснащались танкетки Т-27, танки МС-1 и Т-26. Для изучения возможностей боевого использования телетанков в Ленинградском военном округе летом 1932 года формируется специальное подразделение — «отряд № 4», который в январе и октябре 1933 года провел широкомасштабные учения различных типов телетанков с аппаратурой конструкции ЦЛПС, Остехбюро и НИИСЭМ. Учения показали, что надежность телемеханической аппаратуры значительно возросла, танки могли выполнять уже до 24 различных команд. К этому времени для действий с телетанками разработали специальные танки управления. Они представляли собой обычные танки со штатным вооружением и оборудованием, позволявшим экипажу передавать команды телетанку (до этого управление велось со стационарных неподвижных пультов). Телетанк с танком управления составляли так называемую телемеханическую группу. В боевой обстановке экипаж, находясь в танке управления, вел телетанк по выбранному маршруту, что оказалось значительно удобнее неподвижного пульта. Следует отметить, что при отключении телемеханической аппаратуры (что не занимало много времени) телетанки могли действовать как обычные танки, для чего их комплектовали экипажами.