Одновременно с работой над конструкторской документацией БТ-5, проводимой под руководством начальника КБ А.О.Фирсова, завод уже в январе 1933 года получил задание на разработку нового танка, в котором предполагалось устранить недостатки предшественников. Тактико-технические условия на новую машину предусматривали установку на нем двигателя М-17 - более надежного, чем применявшийся ранее М-5; полностью сварной корпус с улучшенной обзорностью для механика-водителя; увеличенная емкость топливных баков и, наконец, новая башня с 76-мм пушкой.
Таким образом, планировалось создать "ударный колесно-гусеничный танк дальнего действия". Разработку его вела группа конструкторов в составе Бондаренко, Дорошенко, Курасова, Веселовского, Таршинова и Морозова. В начале 1934 года чертежи были сданы в производство. Тогда же новый танк получил индекс БТ-7. Первую машину изготовили к 1 мая 1934 года, вторую - к 7 ноября.
Характерными особенностями первых опытных образцов БТ-7 было наличие курсового пулемета справа от механика-водителя и башни оригинальной конструкции в форме эллипса со скошенной крышей. Причем в проекте предусматривалась возможность установки в ней без изменений любой из существенных тогда танковых пушек: 76-мм - КТ-28 или ПС-3 и 45-мм 20K образца 1932/38 года.
В нише башни размещались вращающаяся боеукладка барабанного типа на 18 76-мм снарядов или радиостанция. Танки прошли обширную программу испытаний летом и осенью 1934 года. В итоге для машины с экипажем из трех человек курсовой пулемет был признан ненужным, а башню из-за раздельной установки пушки и пулемета.
Поэтому в начале 1935 года в серийное производство пошел танк с несколько упрощенным бронекорпусом и уже отработанной в производстве башней от танка БТ-5. Однако от идеи колесно-гусеничной машины с 76-мм пушкой не отказались и Авто-бронетанковое управление (АБТУ) поручило заводу разработать проект установки на БТ-7 башни от танка Т-26-4.
В башне цилиндрической формы с развитой кормовой нишей размещалась 45-мм танковая пушка 20K, спаренный с нею пулемет ДТ. На части танков устанавливались радиостанции 71-ТК с поручневой антенной. Экипаж состоял из трех человек: командир, он же наводчик, заряжающий и механик-водитель. С 1937 года начался выпуск БТ-7 с конической башней. Вооружение танка осталось прежним, но боезапас был увеличен на 44 снаряда. На всех линейных танках устанавливался пулемет ДТ в кормовой нише. Для ведения стрельбы из пушки и спаренного пулемета ночью танк оборудовали двумя специальными фарами прожекторного типа, размещенными на маске пушки. Впоследствии такие фары ставили и на танки более ранних выпусков.
Внесли изменения в трансмиссию, усилили ведущие колеса колесного хода; уширили резиновые бандажи ленивца и ведущих колес гусеничного хода. На последних в 1938 году резиновые бандажи были ликвидированы. Тогда же крупнозвенчатую гусеницу начали заменять на мелкозвенчатую.
Параллельно с основной модификацией с 1936 по 1938 год было выпущено 154 артиллерийских танка БТ-7А с башней увеличенного размера и 76-мм пушкой КТ-26, боекомплект которой состоял из 50 выстрелов (на танке с рацией - 40). В опытном порядке на БТ-7А устанавливались 76-мм пушки Л-10 и Ф-32.
В 1938 году на ХПЗ построили четыре опытных танка БТ-8 с дизелем В-2. После сравнительных испытаний БТ-7 и БТ-8 в 1940 году начали производство дизельных танков. Для обеспечения программы производства двигателей В-2, которые ставили и на тяжелые арттягачи "Ворошиловец", двигательное производство ХПЗ было выделено в самостоятельный завод №75. С декабря 1939 года стали выпускать танк БТ-7А (заводской индекс А-7М или А-8), внешне почти неотличимый от БТ-7. Жесткость корпуса повысили за счет установки раскосов, в днище появился люк-лаз, уменьшились размеры колпака воздушного фильтра. Большая экономичность дизеля позволила сократить запас топлива и отказаться от дополнительных баков на надгусеничных полках.
На базе танков БТ разных модификаций проектировались и строились опытные и экспериментальные танки. В 1935-1937 годах на заводе № 48 в Харькове по проекту изобретателя-самоучки командира взвода 4-го танкового полка Украинского военного округа Н.Ф.Цыганова на базе БТ-5 и БТ-7 были построены колесно-гусеничные танки типа БТ-ИС.
Главным их отличием от серийных БТ являлся привод колесного хода на три пары опорных катков. Машины довольно успешно прошли испытания, но серийно не строились. По проекту того же Цыганова был построен танк БТ-СВ-2 "Черепаха" с новой формой бронекорпуса и башни. В опытном порядке создавались командирский КБТ-7 с неподвижной рубкой вместо башни; огнеметный ОТ-7; химический ХБТ-7, предназначенный для огнеметания, заражения местности отравляющими веществами, дегазации и постановки дымовой завесы; мостоукладчик СБТ; радиоуправляемые танки (по тогдашней терминологии - телетанки) ТТБТ-7 и ТУБТ-7. Кроме того, испытывались различные приспособления для повышения проходимости - болотоходные гусеницы, деревянные фашины и т.д.
Последние попытки модернизации БТ-7 в части усиления его броневой защиты были предприняты перед самой войной. В 1940 году Мариупольский металлургический завод имени Ильича изготовил 50 комплектов навесной гомогенной брони для БТ-7М. Одновременно велись испытания танка, догруженного до массы в 18 т. Об установке этих комплектов в войсковых частях, к сожалению, ничего не известно. С 1935 по 1940 год было выпущено 5328 танков БТ-7 всех модификаций (не считая БТ-7А). Они состояли на вооружении бронетанковых и механизированных войск Красной Армии практически всю войну. В боевых действиях против гитлеровского вермахта использовались до 1944 года. В 1945 году "бэтэшки"в последний раз "тряхнули стариной" в боях с японскими войсками в Маньчжурии.
