31 марта 1940 года состоялся осмотр первого опытного образца танка А-34 и было проведено совещание, на котором присутствовали нарком обороны К. Е. Ворошилов, его заместитель Г. И. Кулик, начальник АБТУ Д. Г. Павлов, нарком среднего машиностроения И. А. Лихачёв, его заместитель А. А. Горегляд и главный конструктор М. И. Кошкин. В итоге был подписан протокол № 848 о постановке танка Т-34 (А-34) в серийное производство на заводе № 183 и СТЗ. При этом указывалось на необходимость при серийном изготовлении предусмотреть увеличение забронированного объёма башни с целью более удобного размещения членов экипажа. Башню следовало увеличить без изменения углов наклона броневых листов и увеличения диаметра погона. Рацию требовалось перенести из башни в корпус. Государственной комиссии по испытаниям танка поручалось в пятидневный срок утвердить чертежи Т-34 для производства в 1940 году.
Завершающим этапом испытаний стало их возвращение своим ходом на завод в апреле 1940 года. По прибытии машин в Харьков после 3000 км пробега при разборке обнаружился ряд дефектов: подгорели тормоза и ферродо на дисках главных фрикционов, появились трещинки на вентиляторах, обнаружились сколы на зубьях шестерён коробок передач. В КБ прорабатывали ряд вариантов по устранению дефектов. Однако всем было ясно, что гарантийный пробег в 3 000 км без дефектов (даже после исправлений) А-34 не пройдёт.
Летом 1940 года над Т-34 и вовсе начали сгущаться тучи. Дело в том, что на полигон в Кубинку поступили два танка Pz.III, закупленные в Германии после подписания пакта о ненападении. Результаты сравнительных испытаний немецкого танка и Т-34 оказались неутешительными для советской боевой машины.
Т-34 превосходил «тройку» по вооружению и броневой защите, уступая по ряду других показателей. Pz.III имел трёхместную башню, в которой были достаточно комфортные условия для боевой работы членов экипажа. Командир имел удобную башенку, обеспечивавшую ему прекрасный обзор, у всех членов экипажа имелись собственные приборы внутренней связи. В башне же Т-34 с трудом размещались два танкиста, один из которых выполнял функции не только наводчика, но и командира танка, а в ряде случаев и командира подразделения. Внутренней связью обеспечивались только два члена экипажа из четырёх – командир танка и механик-водитель.
Немецкая машина превзошла Т-34 и по плавности хода, она оказалась и менее шумной – при максимальной скорости движения Pz.III было слышно за 150–200 м, а Т-34 – за 450 м.
Полной неожиданностью для наших военных явилось и превосходство «немца» в скорости. На гравийном шоссе Кубинка – Репище Pz.III разогнался на мерном километре до скорости 69,7 км/ч, в то время как лучший показатель для Т-34 составил 48,2 км/ч. Выделенный же в качестве эталона БТ-7 на колёсах развил только 68,1 км/ч!
В отчёте об испытаниях отмечались и более удачная подвеска немецкого танка, высокое качество оптических приборов, удобное размещение боекомплекта и радиостанции, надёжные двигатель и трансмиссия.
Эти результаты произвели эффект разорвавшейся бомбы. ГАБТУ (с июля 1940 года Автобронетанковое управление Красной Армии стало именоваться Главным автобронетанковым управлением) предоставило отчёт полигона маршалу Г. И. Кулику, который утвердил его и тем самым приостановил производство и приёмку Т-34, потребовав устранения всех недостатков. Руководство завода № 183 не согласилось с мнением заказчика и обжаловало его в главке и наркомате, предложив продолжать производить Т-34 с исправлениями, сократив гарантийный пробег до 1000 км. Нарком среднего машиностроения В. А. Малышев (сменивший на этом посту И. А. Лихачёва) вместе с начальником 8-го Главного управления Наркомсредмаша А. А. Гореглядом, директором завода № 183 Ю. Е. Максаревым и начальником НТК ГАБТУ И. А. Лебедевым обратились непосредственно к К. Е. Ворошилову, который, как и В. А. Малышев, являлся заместителем председателя СНК СССР. Маршал ознакомился с результатами пробега на 3000 км, испытаниями на полигоне и на бывшей линии Маннергейма, заслушал мнение И. А. Лебедева, выступавшего за продолжение производства Т-34, и объявил своё решение: