Несмотря на первые хвалебные отзывы о применении огнеметных Т-34 на фронте, в мае-июне они уже успели оскандалиться. Произошло это просто и буднично. Батальон танков, в составе которого были Т-034, атаковал немецкие войска, окопавшиеся на танкодоступной местности. По команде командира огнеметные машины произвели пуск огневых струй по немецким окопам на максимальную дальность. И хоть часть немецких войск была деморализована и покинула окопы, оставшиеся оказали яростное сопротивление, и наиболее удивительным было то, что вражеских солдат, пораженных огнем, среди убитых и пленных не было ни одного. Несколько подобных случаев вызвали разбирательство на уровне начальника БТ и MB, а также наркома танкпрома, благо немецкие войска, видимо, узнали о дефекте «Змея Горыныча» и уже не спешили покидать окопы при его появлении.
Проведенные исследования показали, что выброшенные из АТО-41 на максимальное удаление струи смеси «мазут-керосин» успевали догореть во время полета еще до падения на землю, и на большой дальности поражающее действие огнеметов было низким.
Своим распоряжением от 23 июля ГКО обязал производителей АТО-41 улучшить его конструкцию и искоренить недостатки. В августе 1942 г. И. Сталин, который волновался за судьбу отечественных огнеметных танков, телеграммой поторопил производителей.
Испытания улучшенных АТО-41, доработанных на заводе № 222, проводились с 15 по 23 октября 1942 г. на полигоне ГВХУ «Кузьминки» на стенде и в танке Т-034. В танке КВ-8 был установлен лишь макет огнемета нового образца, который испытывался возкой. В конструкции АТО-41 нового типа были изменены выхлопная система (в том числе сечение сопла брандспойта), что позволило при незначительном падении максимальной дальности стрельбы (на нефти и мазут-керосине — 63–70 м, на спецсмеси — 100–115 м) добиться падения и стабильного горения огнесмеси на цели и окружающей земле на всех дистанциях стрельбы. Кроме того, была улучшена система автоматики огнемета, что позволило достичь рабочей скорострельности 5 выстрелов за 8 с при максимальной скорострельности 5 выстрелов за 3–4 с практически без отказов. Также немного изменили гильзоулавливатель, спусковую рукоять, незначительно увеличили объем бака огнесмеси. После завершения испытаний и введения необходимых доработок новый огнемет получил индекс АТО-42 и был принят к серийному производству на заводах № 222 и № 112 (на заводе № 112, видимо, велась только сборка огнеметов).
Однако и это был не последний вариант порохового огнемета АТО-42. Работники завода № 112 в ходе освоения серийного производства АТО произвели в нем свои доработки. К 1943 г. из Горького на фронт пошли огнеметные танки с баком огнесмеси на 20–22 выстрела вместо прежних 10–12 выстрелов. Далее (начиная с осени 1943 г.) для удобства использования спусковую скобу огнемета перенесли с рукояти управления огнеметом на рычаг включения правого тормоза, что позволяло механику-водителю танка производить выстрелы в ходе маневров, не отрываясь от управления танка, тогда как в предыдущей конструкции для этого действия механику-водителю требовалось убрать руку с рычага управления, что часто приводило к стрельбе из огнемета с частичного или полного останова танка. Конструкция, предложенная заводом № 112, оказалась столь удачной, что была введена повсеместно и без значительных изменений перекочевала на танк Т-034-85.
Свою страницу в истории «огнедышащего Змея Горыныча» попытался вписать и ЧКЗ. В 1942–1943 it. здесь в производстве находились огнеметные танки КВ-8 и КВ-8с; на части площадей выпускались средние танки Т-34. Но с началом серийного производства танка ИС из номенклатуры тяжелых танков выпадал огнеметный КВ-8с, неплохо зарекомендовавший себя в уличных боях благодаря установке огнемета в башне кругового вращения. Это являлось преимуществом по сравнению с Т-034, имевшим ограниченные углы наведения огнемета.