После окончания испытаний башня Ижорского завода была рекомендована к принятию на вооружение с учетом добавления в ее кормовой части бронеящика для радиостанции из листов толщиной 10-12 мм. Для проведения войсковых и государственных испытаний Ижорский завод должен был изготовить уже 10 башен с учетом устранения отмеченных недостатков.
Серийное производство увеличенных башен должно было начаться в октябре 1932 г., но ввиду принятия на вооружение 45-мм противотанковой пушки 19К было решено провести испытания пушки указанного типа также и в башне танка-истребителя. Такое решение сулило большие преимущества, так как осколочное действие 45-мм снаряда ожидалось не в пример большим, чем 37-мм при сходной бронепробиваемости. А это было очень важно, так как позволяло использовать танковую пушку «истребителя» как эффективное оружие не только против бронецелей противника, но также против вражеских огневых точек и живой силы, что было крайне важно.
С. Гинзбург, ознакомившись с конструкцией 45-мм противотанковой пушки, предложил установить ее в опробованную башню без ее переделок. Однако ряд конструкторов, в том числе П. Сячинтов, считали, что такое решение преждевременно и не будет успешным. Тем не менее в начале 1933 г. была отработана конструкция спаренной установки 45-мм пушки и пулемета, и опытный образец, будучи установленным в указанной башне на заводе им. Ворошилова, подвергся трем последовательно проходившим циклам испытаний. Испытания продемонстрировали все ожидавшиеся преимущества, только частые отказы автоматики, особенно при стрельбе осколочной гранатой, портили впечатление о новом танковом оружии.
В феврале 1933 г. начальник вооружений РККА М. Тухачевский отдал приказ о проведении сравнительных испытаний систем 20-К и Б-3 в танке Т-26:
«ПРИКАЗ Начальника вооружений РККА
№ 4/3/с 10 февраля 33 г.
§1
Для выявления прочности орудийных установок 45-мм пушки (20-К) и 37-мм пушки (Б-3) в танке Т-26, прочности танка, правильности и безотказности функционирования систем, удобства их обслуживания, провести параллельные испытания их стрельбой и пробегом.
§2
Объем и характер испытаний согласно объявляемой при сем программы.
§3
Для чего назначаю комиссию под председательством Нач. ГАУт. ЕФИМОВА в составе членов – зам нач. УММ т. БОКИС, зам нач НТУт. ЗАХОДЕР, нач. УМА ГАУт. ДРОЗДОВА и представителя от промышленности по нaзнaчeнию нач. В О АО
§4
Начало испытания 3 марта. Заключение о результатах испытаний представить 15 марта
ЗАМ НАРКОМА по ВОЕННЫМ и МОРСКИМ ДЕЛАМ и НАЧАЛЬНИК ВООРУЖЕНИЙ РККА…….. (ТУХАЧЕВСКИЙ)»
19 февраля 1933 г. состоялись испытания возкой артиллерийских систем Б-3 (5К) и 20К, а 3 марта начались испытания «стрельбой и пробегом». Целью этих испытаний было выявление прочности башни, а также безотказности работы всех систем башни после пробега, а также впервые в практике проектирования танков в СССР рассматривался вопрос удобства обслуживания пушки в башне на походе и в бою. Испытания показали сходные результаты по обеим пушкам, хотя полуавтоматика 45-мм орудия 20К работала плохо.
Один из анонимных членов комиссии (замечания написаны от руки карандашом и подписи не имеют) с сожалением отмечал: «Новая башня с мощным вооружением выдвигает наши танки в разряд передовых образцов… Однако не вполне понятно почему была избрана именно эта 45-мм пушка, отличающаяся плохой безотказностью в работе… Вновь должен заметить, что 45-мм пушка, предложенная заводом «Красный Путиловец» много перспективнее и работает лучше, но почему-то не изготавливается и на новые танки не устанавливается».
Но с весны 1933 г. 45-мм пушка уже считается основным оружием для танков Т-26 и БТ. Правда, конструкция пушки 20К обр. 1932 г. была еще несовершенна. Полуавтоматика давала большое число отказов, что приводило к необходимости частого ручного разряжания и значительно снижало скорострельность.
В конце 1933 г. коллектив спецбюро завода № 8 («шара-га» из заключенных инженеров) предложил вариант улучшения конструкции орудия. В частности, они усилили раму орудия, немного изменили конструкцию штока тормоза отката, ввели электроспуск, а также новый инерционный механизм полуавтоматики, который стал надежно работать, но только при стрельбе бронебойным снарядом. Иногда это улучшенное орудие называют 45-мм танковой пушкой обр. 1934 года, но этот индекс прижился только в танковых частях, тогда как в артуправлении орудие по-прежнему называлось «45-мм танковая пушка 20-К обр. 1932 г.» Чтобы иметь возможность отдельного учета, с 1936 г. данное орудие начали именовать «45-мм танковая пушка 20К обр. 1932/34 гг.». Именно эта пушка и стала наиболее массовой в отечественном предвоенном танкостроении.