Первая попытка создания на базе Т-34 машин специального назначения была предпринята накануне войны. Речь идёт об артиллерийском тягаче АТ-42, которым планировали заменить в войсках тяжёлый тягач «Ворошиловец».
В 1942 году около 70 танков Т-34 было выпущено в варианте БРЭМ. С машин сняли башни и оборудовали их лебёдкой и кран-стрелой.
Завод № 27 изготовил на базе «тридцатьчетвёрки» несколько десятков мостоукладчиков с металлическим колейным мостом длиной 7,7 м. В боевых действиях использовалась ещё одна инженерная модификация танка Т-34, оснащённая противоминным тралом ПТ-3 (ПТ-34). Этот трал был разработан группой конструкторов под руководством П. М. Мучалева, который работал над этой проблемой ещё до начала войны, будучи адъюнктом Военно-инженерной академии имени Куйбышева.
К 1942 году конструкция трала оформилась окончательно. Он состоял из набора стальных дисков, объединённых в два катка, по пять дисков в каждом. По окружности диски имели стальные шпоры, которые, вдавливаясь в грунт, заставляли срабатывать взрыватели мин. Каждый каток оставлял след шириной 1400 мм. Катки, посаженные на оси, крепились к кронштейну, шарнирно связанному с дышлом — оно также шарнирно крепилось к корпусу танка. Масса трала в сборе составляла 5300 кг, общая полоса траления — 3600 мм.
В середине 1943 года был сформирован инженерно-танковый полк, получивший боевое крещение на Воронежском фронте. Полк имел две танковые роты Т-34 и подразделения обеспечения (22 средних танка, 18 тралов и средства их транспортировки).
Часть танков Т-34 выпуска 1942–1943 годов оборудовалась огнемётами. Огнемёт АТО-41, а затем АТО-42, устанавливался вместо курсового пулемёта; внешне огнемётный танк ТО-34 почти ничем не отличался от линейного. Из этих машин обычно формировали отдельные батальоны, а позже и полки, придававшиеся танковым корпусам.