Танк с боевой массой 11,5 т развивал максимальную скорость движения на колесном ходу до 90 км/ч, на гусеницах — до 60 км/ч и имел запас хода по шоссе соответственно 200 и 120 км.
25 марта 1932 года пушка ПС-3, установленная в башню танка БТ, была испытана стрельбой. Стрельба из орудия производилась при закрепленной в определенном направлении башни конструкции Дыренкова. Всего было сделано 50 выстрелов, причем 9 из них — в незакрепленном положении башни.
В декабре 1932 г. состоялось совещание в НТУ УММ по вопросу установки на БТ 76,2-мм полкового орудия обр. 1927 г. без удлинения корпуса танка (допускались небольшие переделки). Общий вид башни разрабатывал завод № 1, а укладка снарядов выполнялась заводом «Красный Путиловец». Дальше технического проекта этот вариант усиления огневой мощи БТ-2 не прорабатывался.
Работы по усилению вооружения БТ-2 велись и в авто-танковом бюро (АТБ) ЭКУ ОГПУ, возглавляемом Махановым. В начале 1932 года на московском заводе «Красный Пролетарий» рассматривался вопрос изготовления штампованных «грибообразных» (сферических) башен под установку 76,2-мм орудия и пулемета ДТ. Из-за малой мощности штамповочного пресса, позволившего изготовить «грибообразную» башню из 6 мм брони вместо требуемой по ТУ — 11 мм, дальнейшие работы в этом направлении были прекращены.
Начиная с декабря 1931 года и по сентябрь 1932 года конструкторским бюро ХПЗ под руководством А.О.Фирсова была разработана модификация танка БТ-2 — танк БТ-3, который отличался от предыдущей модели введением метрической резьбы вместо дюймовой. В войсках эта модификация сохранила свое прежнее название БТ-2.
В августе 1932 года велись работы по переконструированию танка в целях установки пневматических колес «ПК» в связи с необходимостью обеспечения машине достаточного запаса плавучести с сохранением упругости подвески. Масса танка была снижена на 1800 кг. Однако дальнейшие работы в этом направлении были прекращены из-за компоновочных соображений элементов ходовой части.
В июле 1932 года в Харькове конструкторским бюро под руководством А.О.Фирсова был разработан колесно-гусеничный танк БТ-4, который отличался от серийных БТ-2 (БТ-3) сварной конструкцией корпуса, боковыми буксирными крюками (они были заменены на кольцевую конструкцию в носовой части корпуса). Кроме того, жалюзи для выхода горячего воздуха были выполнены управляемыми с места механика-водителя. Была изменена конструкция подкосов корпуса, обеспечивающая снятие пружин подвески без демонтажа бокового листа и сравнительно быструю и легкую навеску брони. Однако в отличие от проекта корпус опытного образца был выполнен клепано-сварным. Осенью 1932 года было выпущено три опытных образца машины.
Дальнейшие работы по машине были прекращены в связи с разработкой танка БТ-5, принятием его на вооружение и постановкой в серийное производство.
На базе танка БТ-4 в 1932 году в Харькове конструкторским бюро под руководством А.О.Фирсова был разработан колесно-гусеничный танк БТ-6. Он отличался от БТ-4 установкой башни и вооружения, заимствованных от БТ-5, восстановлением буксирных крюков по типу танка БТ-2, но уже приваренных к консолям крыльев жесткости. В щитке механика-водителя новой конструкции была обеспечена безопасность глаз водителя от поражения свинцовыми брызгами от пуль и отколов кромок дверец люка и введен запорный замок. Петли ручек и прочих деталей были вновь переведены на клепку. Кроме того, была применена новая конструкция кормового броневого листа и бронировка гитары. В конце 1932 года, после того как уже был изготовлен опытный корпус машины, работы по БТ-6 были прекращены в связи с расширением работ по танку БТ-4.
В целях повышения живучести и проходимости машины на пересеченной местности по заданию командующего войсками УВО И.Э. Якира группой энтузиастов, возглавляемой талантливым рационализатором Н.Ф. Цыгановым, весной 1934 года были начаты работы по созданию колесно-гусеничного танка БТ-2-ИС. Для улучшения ходовых качеств танка при движении на колесах ведущими были сделаны три пары опорных катков. Для подвода мошности к каткам внутри машины вдоль бортов корпуса проходили карданные валы, от которых по вертикальным валам вращение передавалось на опорные катки.
На протяжении четырех месяцев группа конструкторов-энтузиастов, в которую вошли Н.Ф. Цыганов, М.Ф. Березкин, В.Г. Матюхин,, А.Д. Бессонов, А.В. Куркин, А. Подсолихин, Г.А. Федченко, С. Латманизов, Л.И. Орел, П.Т. Шинаев, А.В. Данченко, В. Красников и В.З. Иткин, водном из выделенных командованием ХВО помещений танкоремоптного завода вела проектные и экспериментальные работы по усовершенствованию колесно-гусеничного движителя БТ-2.