Принятая схема компоновки основного танка способствовала уменьшению его силуэта и числа ослабленных зон защиты. Танк оснащался оборудованием для самоокапывания и минным тралом, повышалась противоминная стойкость ходовой части, приемистость и маневренность на поле боя. Для маскировки использовались деформирующая окраска, а также теплозащитные покрытия и съемные специальные металлические сетки, уменьшавшие вероятность обнаружения танков соответственно тепловизионными приборами и радиолокационными средствами.
Несмотря на некоторое увеличение массы основных танков, характеристики их подвижности были также улучшены. В этот период были разработаны и установлены новые дизельные и газотурбинные двигатели мощностью от 515 до 919 кВт (от 700 до 1250 л.с.), оригинальная планетарная механическая трансмиссия с масляной системой и гидросервоуправлением, а также узлы ходовой части, обеспечивавшие высокую среднюю скорость и плавность хода.
Кроме того, совершенствовалось оборудование для преодоления водных преград по дну или глубокому броду, а также для движения танка в горных условиях. Повышалась надежность танка и сокращалось время и объем работ при техническом обслуживании и войсковом ремонте.
Первым серийным танком второго послевоенного периода был Т-64, принятый на вооружение в 1967 г. и определивший на длительное время основные направления развития отечественного танкостроения. В танке были реализованы принципиально новые технические решения, позволившие при минимальных объемно-массовых показателях обеспечить высокую боевую эффективность. Впервые в мире для серийных основных танков с классической схемой компоновки были созданы автомат заряжания и комбинированная броня.
В 1969 г. начался выпуск усовершенствованного танка, получившего наименование Т-64А после его принятия на вооружение в 1973 г. Ранее выпущенные танки Т-64 были модернизированы до его уровня на заводах капитального ремонта. Танк совершенствовался в ходе серийного производства и его различные модификации поступали в войска около 20 лет. Танк Т-64А был принят за основу при создании танков Т-72 и Т-80.
В начальный период производства танков Т-64 выявились конструктивные недостатки нового двухтактного танкового двигателя 5 ТДФ и недостаточная надежность ходовой части и автомата заряжания пушки. Для того, чтобы не допустить снижения выпуска танков в период устранения этих недостатков и учитывая ограниченные возможности по производству двигателей 5 ТДФ в то время, в 1966 г. было принято решение установить в корпус танка Т-64 четырехтактный дизель В-45 мощностью 537 кВт (730 л.с.), имевшийся в достаточном количестве в резерве.
В 1966-70 гг. были изготовлены и испытаны танки Т-64 и Т-64А с двигателем В-45 и эжекционной системой охлаждения (объекты 436 и 439), разработанные в Харькове, и танки Т-64 и Т-64А с двигателем В-45, автоматом заряжания на 22 выстрела и вентиляторной системой охлаждения (объекты 172 и 173), изготовленные в Нижнем Тагиле. На основании результатов проведенных испытаний было принято решение установить в объект 172 двигатель В-46, изменить конструкцию кормовой части корпуса и применить ходовую часть, разработанную ранее для опытного среднего танка (объекта 167). Изготовленному танку был присвоен индекс «Объект 172М». Этот танк в 1973 г. был принят на вооружение под маркой Т-72 и впоследствии получил дополнительное наименование «Урал».
Танк Т-72 был тяжелее Т-64А на 4 т, однако разница в массе этих танков не отразилась на характеристиках его максимальной скорости, запаса хода и проходимости, так как мощность двигателя возросла с 700 л.с. до 780 л.с., емкость топливных баков (1200 л) стала на 100 л больше, а ширина гусеницы увеличилась с 540 до 580 мм.
Танки Т-72 и Т-64А в начале 70-х годов по огневой мощи и броневой защите превосходили все современные иностранные танки, а по подвижности не уступали самым быстроходным зарубежным основным танкам.
В советских танках было реализовано рациональное сочетание основных боевых свойств. К такому решению позднее придут все зарубежные конструкторы при разработке танков третьего послевоенного поколения, а в то время, например, англичане, создавая танк «Чифтен» традиционно уделяли основное внимание защищенности и огневой мощи, а немцы в танке «Леопард» отдали предпочтение огневой мощи и подвижности.
Перевооружение армий главных капиталистических стран началось с середины 60-х годов. В войска стали поступать танки второго послевоенного поколения М60А1 (США), «Чифтен» (Великобритания), «Леопард» (ФРГ) и АМХ-30 (Франция). Благодаря новым военным доктринам и развитию науки и техники в послевоенный период за рубежом увеличилось число стран, производивших национальные танки собственной разработки.
Большинство основных танков этих стран в то время имели на вооружении английскую 105-мм нарезную пушку. При стрельбе из этой пушки, начиная с дальности 500 метров, бронебойные снаряды всех типов не пробивали лобовую броню советских танков. Такой мощной броневой защиты не имел даже английский танк «Чифтен» самый большой по массе танк второго послевоенного поколения из серийно выпускавшихся за рубежом.
В отличие от советских танков с комбинированной броневой защитой все иностранные танки имели монолитную броню, которая надежно поражалась нашей 125-мм гладкоствольной пушкой на дальности 2000 метров.
В связи с ростом боевой массы танков для повышения подвижности требовались двигатели большой мощности, занимавшие небольшой объем в МТО и удовлетворявшие эксплуатационным требованиям. Одним из путей решения этой проблемы являлось применение в танке основной силовой установки на базе газотурбинного двигателя. В 1976 г., опередив на 4 года зарубежные страны, на вооружение Советской Армии был принят первый в мире серийный танк Т-80 с газотурбинным двигателем.
Таким образом, принимаемые решения в области развития отечественного танкостроения привели к ситуации, когда в 70-х годах в войска стали поступать три марки основных танков Т-64А, Т-72 и Т-80, выпускавшиеся разными заводами-изготовителями, имевшие существенные конструктивные отличия и примерно одинаковые боевые характеристики. Низкие показатели унификации и взаимозаменяемости этих танков усложняли вопросы снабжения войск запасными частями и ГСМ, создание подвижных средств обслуживания и ремонта, обучение личного состава и т.д.
Все эти танки совершенствовались в ходе серийного производства и поэтому имели отличительные дополнительные индексы в названии марок. Индекс «Б» присваивался танкам с новой системой управления огнем и комплексом управляемого вооружения (КУВ) с использованием ствола штатной танковой пушки в качестве пусковой установки, например Т-64Б. Первоначально допускалось производство танков без установки аппаратуры КУВ. Марки таких танков имели дополнительно цифру «1», например, Т-64Б1, Т-80Б1.
За рубежом управляемое вооружение с запуском ПТУР «Шиллела» через ствол 152-мм орудия применялось на американских танках М60А2 и М551 «Шеридан». В боекомплект орудия, кроме ПТУР входили кумулятивные и осколочно-фугасные снаряды. При отсутствии управляемых ракет танк М60А2 превращался в машину, вооруженную орудием посредственной баллистики, то есть по своей огневой мощи становился хуже линейного танка М60А1 со 105-мм нарезной пушкой.
Советские танки, оснащенные комплексом управляемого вооружения, в отличие от американского танка при отсутствии ПТУР все равно оставались лучше линейных танков Т-64А, Т-72 и Т-80 за счет использования более совершенной системы управления огнем.
Индекс «В» имели танки выпуска до 1985 г., которые оснащались навесной динамической защитой, например, Т-64АВ, Т-72АВ, Т-64БВ, Т-80БВ. У танков Т-72Б, Т-80У и Т-90 (выпуска после 1985 г.) с динамической защитой (навесной или встроенной) этого отличительного индекса уже не было. Индекс «М» присваивался танкам серии Т-64 при установке двухтактного двигателя 6ТД (например, Т-64АМ, Т-64БМ), а также танкам Т-54, Т-55 и Т-62 при проведении их глубокой модернизации.
Из указанных выше основных танков экспортировались в другие страны только танки серии Т-72. Они состояли на вооружении армий стран Варшавского Договора, а также Ирака, Сирии, Ливии, Индии, Финляндии, Кувейта, Алжира и Югославии. Экспортный вариант танка Т-72А имел марку Т-72М, а танка Т-72Б — марку Т-72С. Кроме того, танки Т-72 производились по лицензии в Чехословакии, Польше, Индии и Югославии.
Начиная с середины 80-х годов на вооружение были приняты усовершенствованные танки Т-72Б, Т-80У и Т-90, которые по совокупности боевых свойств находились примерно на одном уровне с зарубежными танками третьего послевоенного поколения М1А1 (США), «Челленджер» (Великобритания), «Леопард»-2 (ФРГ) и «Леклерк» (Франция).
С 1983 г. осуществлялась глубокая модернизация танков Т-55 и Т-62. Это мероприятие дало существенный прирост боевой эффективности, которая была доведена до уровня танков Т-64 и Т-72 первых лет выпуска. Благодаря наличию управляемого вооружения модернизированные танки Т-55М и Т-62М по огневой мощи выгодно отличались от зарубежных модернизированных танков М60А3, «Леопард»-1А4 и АМХ-30В2. Часть танков Т-55М и Т-62М вместо дополнительного бронирования оснащалась навесной динамической защитой. Эти танки имели марки Т-55МВ и Т-62МВ.