В моторном отделении вдоль продольной оси машины устанавливался 12-цилиндровый, четырехтактный, V-образный карбюраторный двигатель М-5 жидкостного охлаждения мощностью 400 л.с. Системы, обеспечивавшие работу двигателя, практически остались такими же, как и на БТ-2. Емкость топливных баков составляла 360 л. На машинах выпуска 1934–1935 годов запас возимого топлива был увеличен до 530 л за счет установки двух дополнительных баков в кормовой части корпуса по бортам машины. Запас хода достигал: на гусеничном ходу 150 км, на колесном — 200 км.

Экипаж танка БТ-7 за чисткой орудия после полевых стрельб. 1936 год

Конструктивные изменения машины были также связаны с установкой более совершенных агрегатов трансмиссии. В ходовой части усилили ведущие колеса и вместо литых дисков опорных катков применили штампованные. Масса машины возросла до 11,6 т, а к концу серийного производства достигла 11,9 т.

В 1933–1934 годах в КБ ХПЗ под руководством А. О. Фирсова был разработан колесно-гусеничный танк БТ-7, представлявший собой модернизированный танк БТ-5. Опытный образец изготовили к 1 мая 1934 года, а в последнем квартале этого же года началось серийное производство. Всего до конца 1939 года было выпущено 2596 линейных танков и 2017 танков с радиостанцией.

Танк БТ-7 отличался от танка БТ-5 новой конструкцией сварного броневого корпуса, установкой карбюраторного двигателя М-17Т и введением мелкозвенчатой гусеницы.

Он был вооружен 45-мм танковой пушкой 20К и спаренным с ней 7,62-мм пулеметом ДТ. Для прицельной стрельбы использовались перископический прицел ПТ-1 и телескопический ТОП. Боекомплект пушки состоял из 172 выстрелов для линейного танка и 132 выстрелов для танка с радиостанцией. Число патронов для пулемета ДТ было уменьшено до 2394. Часть танков БТ-7 начиная с 1936 года вооружалась 7,62-мм зенитным пулеметом ДТ, смонтированным на турельной установке П-40. На линейных танках выпуска 1937 года в нише башни устанавливался кормовой пулемет ДТ. Для ведения прицельной стрельбы из пушки ночью на дальностях до 2000 м часть танков с апреля 1936 года была оснащена двумя прожекторами, расположенными на маске пушки. В 1938 году установка кормового пулемета и прожекторов была отменена.

БТ-7 образца 1937 года

С конца 1938 года танк стал вооружаться 45-мм пушкой обр. 1938 года с электроспуском и стабилизированным прицелом ТОП-1 (ТОС). Пушка размещалась в башне, имевшей форму усеченного конуса с кормовой нишей (до сентября 1937 года на танк устанавливалась цилиндрическая башня). Углы наведения спаренной установки по вертикали составляли от -6° до +25°. Боекомплект пушки был увеличен до 188 выстрелов для линейного танка и до 146 выстрелов для танка с радиостанцией. Число патронов к пулеметам осталось неизменным. В связи с длительным периодом обучения в войсках по освоению личным составом особенностей работы с прицелом ТОС при стрельбе с хода от установки его на танки БТ-7 впоследствии отказались.

Броневая защита БТ-7 осталась на уровне танка БТ-5. В 1937 году толщина верхней створки крышки люка механика-водителя была увеличена до 20 мм. Со второй половины 1937 года конструкция корпуса была усовершенствована с целью повышения до 1,2 м глубины преодолеваемого брода.

Повышение подвижности танка было достигнуто за счет увеличения запаса хода машины и совершенствования силовой установки, трансмиссии и ходовой части. На танке был установлен более надежный авиационный V-образный 12-цилиндровый карбюраторный двигатель М-17Т. Для того чтобы не изменять конструкцию агрегатов трансмиссии, максимальная мощность двигателя была снижена с 600 л.с. до 400 л.с. На танке устанавливался новый комбинированный воздухоочиститель, повышавший степень очистки воздуха от пыли. Емкость топливных баков была увеличена до 790 л за счет установки кормового бака и четырех дополнительных баков на надгусеничных полках.

В результате модернизации боевая масса машины возросла до 13,8 т, скорость движения по шоссе на гусеничном ходу составляла 52 км/ч, на колесном — 72 км/ч, запас хода соответственно 375 и 500 км.

Танк БТ-7 явился базовой машиной для разработки и создания колесно-гусеничного танка БТ-9, опытных образцов командирского танка КБТ-7, танков БТ-СВ (БТ-СВ-2), огнеметного танка ОТ-7, химических танков — БХМ и ХБТ-7, а также телемеханических танков БТ-ТТ.

На его базе в КБ ХПЗ был разработан артиллерийский танк БТ-7А. Опытный образец изготовили в октябре 1935 года. После проведения испытаний машина была принята на вооружение. Танк выпускался на ХПЗ им. Коминтерна в 1937 году параллельно с линейным БТ-7 с 45-мм пушкой. Всего было изготовлено 155 танков БТ-7А, однако на вооружение Красной Армии поступило только 134 машины.

БТ-7А отличался от БТ-7 главным образом вооружением и частичными изменениями корпуса, связанными с установкой новой башни. Основным оружием танка являлась 76,2-мм пушка КТ-28 обр. 1927/32 гг., установленная в башне унифицированной с башней опытного танка Т-26А (Т-26-4). Справа от пушки размещался автономный пулемет ДТ. На части линейных танков с 1937 года устанавливались зенитные и кормовые пулеметы ДТ, а также прожекторы для обеспечения возможности стрельбы ночью. Для стрельбы из пушки использовались телескопический прицел ТОП и перископический — ПТ-1. В бортах башни имелись отверстия для стрельбы из револьвера, закрываемые броневыми пробками и смотровые щели с приборами триплекс. Боекомплект БТ-7А состоял из 50 выстрелов к пушке и 3339 патронов к пулеметам ДТ. Для танка с радиостанцией боекомплект соответственно был уменьшен до 40 артвыстрелов и 2016 патронов. В крыше башни для посадки и выхода экипажа имелось два люка прямоугольной формы. При установке зенитной турели вместо крышки правого люка устанавливалось основание зенитной установки с круглым люком.

Группа командиров Красной Армии у танка БТ-7А. 1937 год

На танке БТ-7А при проведении опытных работ в 1939 году были испытаны 76,2-мм танковые пушки Л-11 и Ф-32. По результатам испытаний предпочтение было отдано пушке Ф-32, которая была рекомендована к принятию на вооружение.

В 1936 году КБ ХПЗ на базе БТ-7 был разработан колесно-гусеничный танк БТ-7М (БТ-8) — последний представитель семейства БТ. Машина отличалась от серийного танка БТ-7 обр. 1938 года установкой 12-цилиндрового V-образного дизеля В-2 мощностью 500 л.с. После испытаний и доводки дизеля танк приняли на вооружение и запустили в серийное производство, которое было начато в декабре 1939 года и продолжалось до начала выпуска среднего танка Т-34 в 1940 году. Всего было выпущено 788 танков БТ-7М.