Для повышения защищенности танка Т-55 проводились исследования по использованию в броневой конструкции корпуса и башни комбинированных преград, повышавших их противокумулятивную стойкость наряду с сохранением боевой массы машины. С этой целью в 1959 г. состоялись испытания носовой части корпуса и башни танка с двухслойной броневой защитой «сталь- +алюминиевый сплав». Однако они показали, что двухслойная броня не обладала достаточной живучестью при многократных попаданиях бронебойно-подкалиберных снарядов (см. «ТиВ» № 3/2009 г.).
Одновременно с использованием комбинированных преград в 1960–1962 гг. для броневой конструкции танка Т-55 велись исследования по применению экранированных конструкций — круговой сетчатой экранной защиты «Шатер», а также бортовых противокумулятивных секционных экранов: стальных (сплошных и сетчатых) и резинотканевых — как для корпуса, так и башни машины (см. «ТиВ» № 4/2009 г.). Результатом проведения различных НИОКР в данном направлении стало создание для танка Т-55 комплексной экранной защиты ЗЭТ-1, которая прошла испытания на НИИБТ полигоне в 1964 г.
В том же году на НИИБТ полигоне были проведены исследования двух вариантов комплекта съемной динамической защиты для лобовой проекции танка Т-55, предохранявшего его от поражения кумулятивными снарядами с бронепробиваемостью по нормали до 450 мм (см. «ТиВ» № 4/2009 г.). В последующем работы в данном направлении привели к созданию навесной динамической защиты, устанавливавшейся на модернизированных танкахТ-55МВ (Т-55АМВ) во втором послевоенном периоде.
Наиболее существенным вкладом в повышение защищенности Т-55 стала разработка противоатомной защиты, которая была внедрена в серийное производство машины с 1 апреля 1959 г. (приказом министра обороны № 32). Эта система, спроектированная в КБ завода № 75, совместно с броневой конструкцией танка защищала экипаж и его внутреннее оборудование от поражения ударной волной с избыточным давлением в ее фронте 0,3 МПа (3 кгс/см^2) и от облучения радиоактивно зараженной пылью. Для этого улучшили герметизацию танка, что увеличило время затекания ударной волны и в сочетании с нагнетателем-сепаратором, создававшим избыточное давление в обитаемых отделениях, устранило проникновение радиоактивной пыли внутрь машины. Одновременно с системой ПАЗ была введена и унифицированная автоматическая система ППО (УА ППО) «Роса».
Следующим мероприятием по совершенствованию противоатомной защиты танка Т-55 явилась установка на нем в 1961 г. элементов противорадиационного материала внутри (подбой) и снаружи (надбой) обитаемых отделений, выполненная в КБ завода № 174. Опытный образец машины, изготовленный во второй половине 1961 г., имел заводское обозначение «Объект 607». Аналогичные работы в этом направлении вели и в КБ завода № 183, где собрали опытный образец танка Т-55 («Объект 155А») с противорадиационным подбоем. Этот образец во второй половине августа 1961 г. прошел сравнительные испытания с серийной машиной в районе г. Теджент (ТуркВО).
Целью испытаний являлась проверка прочности крепления подбоя, надежности и эффективности узлов герметизации машины в условиях жаркого климата, исследование микроклиматических условий внутри боевого отделения, определение влияния подбоя на химический состав воздуха в условиях высоких температур и продолжительности пребывания экипажа в танке. Результаты испытаний показали необходимость проведения дальнейших работ по улучшению условий обитания экипажа в герметизированных объектах в различных климатических условиях. После доработки конструкции противорадиационного подбоя, улучшения вентиляции боевого отделения, работы нагнетателя-сепаратора и проведения полигонных испытаний танки «Объект 607» и «Объект 155А» постановлением Совета Министров СССР № 141-58 от 17 февраля 1962 г. были приняты на вооружение Советской Армии и поставлены на серийное производство под маркой Т-55А. Выпуск противорадиационных материалов ПОВ-20 и ПОВ-20/5 °C развернули на Сафроновском заводе по переработке пластмасс (Смоленская обл.).
Несколько позже в КБ завода № 174 разработали и изготовили опытный образец танка «Объект 622», представлявший собой Т-55А с установкой усиленного подбоя.
Для защиты танка Т-55 непосредственно на поле боя в 1960 г. во ВНИИ-100 совместно с ВА БТВ и НИИ-61 ГКОТ создали радиолокационную станцию обнаружения и слежения за подлетающими к танку ПТУР для комплекса активной защиты, получившую наименование «Оплот-МО» (см. «ТиВ» № 4/2009 г.).
В состав комплекса входили автоматическая радиолокационная станция и зенитно-пулеметная установка с приводами наводки. Зенитно-пулеметная установка с приводами наведения, антенное устройство, блок передатчика, приемник, блок компенсации и преобразователь азимута размещались на крыше башни, счетно-решающее устройство, блок питания и преобразователь МА-1500 — в боевом отделении танка. Дальнейшие работы по данной системе активной защиты прекратили в связи с развертыванием исследований по другим направлениям создания активной защиты танка.