1 сентября «северяне» перешли в новое наступление. В период боев ранней осенью произошли новые крупные столкновения «тридцатьчетверок» с «першингами». Потери несли обе стороны, хотя если верить американским источникам, большими они были у северных корейцев. Вскоре «силы ООН» начали крупное наступление на противника, венцом которого явился крупный десант в район порта Инчхон. Преимущество в количестве танков перешло к ним и оказалось многократным. Так, к исходу 1950 года только у американцев имелось свыше 1 300 танков, из которых наиболее современными были приблизительно 300 «першингов» и 200 «паттон-1» М-46. У северных корейцев оставалось несколько десятков Т-34-85.
Новое оружие и успехи коалиции развеяли «танкобоязнь». М-26, М-46 и 3,5-дюймовые базуки доказали свою эффективность в борьбе с «поздними» вариантами Т-34. Война снова покатилась на север, и теперь уже армия «северян» испытала трагедию военных неудач. Пхеньян оказался в руках коалиции в октябре. Американцы освоили использование танковых подразделений, как правило, в боевых порядках пехоты. Чаще всего это были роты танков, реже, когда позволял характер местности, — батальоны.
В дальнейшем, когда на стороне Северной Кореи выступил Китай, а это произошло 26 октября, война вновь развернулась на юг. Положение на фронте поменялось буквально за несколько часов, когда на противника обрушилось 500 тысяч китайских «добровольцев». Окончательно линия фронта стабилизировалась в районе 38-й параллели примерно через год после начала конфликта.
Впоследствии до окончания войны 27 июля 1953 года противники вели боевые действия в основном вдоль стабилизировавшейся линии фронта и уже не решались на масштабные наступательные действия.
В конце Корейской войны в СССР полным ходом шло крупносерийное производство Т-54-3. Конструкторское бюро в Нижнем Тагиле возглавил новый руководитель — Л. Карцев. К модернизации танка подталкивали новые внешние условия. Первое — появление ядерного оружия. Отныне именно оно становилось главным в войне будущего, танкам же отводилась роль средства, всемерно развивающего на полях сражений результаты атомных ударов. Второе условие было связано с неприятным для наших «вооруженцев» фактом: выяснилось, что 83,8-миллиметровая пушка британского «центуриона» МК-3, получившего новый бронебойный снаряд, превзошла по результативности борьбы с танками орудие Т-54. Работы над новой пушкой Д-ЮТг, двухплоскостным стабилизатором «циклон» и системой противоатомной защиты (ПАЗ) велись одновременно в период с 1952 по 1956 год.
Бронепробиваемость орудия и точность стрельбы из него в итоге удалось существенно улучшить. В конструкции танка появились приборы ночного видения, более совершенная связь, эжектор для продувки ствола после выстрела. Позже к ним добавился прибор ночного видения не только для водителя, но и для командира. Так последовательно появились Т-54А и Т-54Б, который официально приняли на вооружение в 1956-м с вновь модернизированным орудием Т-10Т2С и улучшенными приборами ночного видения. С 1955 года в целях повышения оперативной мобильности танка начались испытания ОПВТ — оборудования для подводного вождения танка, которые доказали практическую способность машины преодолевать участки дна шириной до 700 м на 5-метровой глубине. Т-54Б заменил собой Т-54А в 1957 году и сходил с конвейера вплоть до 1959 года. ОПВТ на нем стало уже стандартным элементом комплектации. Позже всего на танке появилась система ПАЗ (противоатомная защита), что диктовалось новизной проблемы и, следовательно, необходимостью многочисленных испытаний.
Оказалось, например, что в радиусе до 400 м от эпицентра подрыва «маломощного» тактического заряда в 2—3 кт (эквивалент 2—3 тыс. т обычной взрывчатки) Т-54 полностью поражается. На больших дистанциях танки оставались исправными, но животные, которых помещали на сиденьях экипажа, погибали от ударной волны на дистанции до 700—1 000 м, если мощность атомного устройства находилась в «верхних» пределах до 15 кт. Необходимой оказалась надежная герметизация танка. По техническим условиям предстояло добиться быстрого создания внутри танка (за десятые доли секунды) избыточного давления, которое бы превышало наружное. В конце 1956-го ПАЗ была готова к установке на серийные танки. К тому времени на «пятьдесятчетверке» появились очередные новинки — увеличилась с 520 до 580 л.с. мощность двигателя, возрос боекомплект, запас хода, улучшилась и ходовая часть. Так появился танк Т-55, который на стадии испытаний назывался Т-54М (модернизированный). Советская армия получила бронетехнику, готовую к использованию в атомной войне.
За время, прошедшее с окончания Корейской войны, в СССР произошли большие внутриполитические изменения. За 4 с небольшим месяца до завершения конфликта умер Сталин и к власти пришла группа во главе с Н. Хрущевым. Несмотря на радикальную смену лиц в верхах, во внешней политике Советский Союз был по-прежнему ориентирован на противоборство с «империализмом во главе с США».