A T–34 fejlesztéséhez a J. Walter Christie, amerikai harckocsitervező prototípusai szolgáltak alapul, melyeket, miután az Egyesült Államok hadserege nem vásárolta meg tőle, eladta a Szovjetuniónak.

A T–34-esek egyik fontos eleme a Christie-féle felfüggesztés lett. A harckocsi egyik legfőbb technológiai újítása az öntött torony és a teljes egészében hegesztett páncéltest. A 30-as évek harckocsijait alapvetően benzinmotorok hajtották. A T-34-be ezzel szemben már dízelmotort építettek, ezzel sikerült növelni a harckocsi hatótávolságát, valamint csökkenteni a tűzveszélyt. A 38 l hengerűrtartalmú V–2 típusú V12 hengerelrendezésű öntött alumínium blokkos motor főkonstruktőre Konsztantyin Fjodorovics Cselpan (1899–1938) volt.

A T–34 esetében sikerült megteremteni a harckocsikat jellemző három alapvető tulajdonság – mozgékonyság, tűzerő, páncélvédettség – összhangját.

A fejlesztést 1936-ban kezdték meg Mihail Iljics Koskin vezetésével, és az első két prototípus 1940 januárjára készült el. A tervezők a két prototípussal Harkovból Moszkvába hajtottak, hogy a Kreml urai előtt így bizonyítsák a harckocsi rendkívül jó menettulajdonságait. Ezután az akkor már elcsendesedett finn frontra irányították, ahol a Mannerheim-vonal elhagyott bunkereinek szétlövésével demonstrálták a T-34-es tűzerejét. Végül a harckocsik Minszken és Kijeven keresztül tértek vissza Harkovba. Sajnálatos módon Koskin nem rendelkezett olyan kiváló ellenállóképességgel mint tankjai, és 1940. szeptember 26-án belehalt a tüdőgyulladásba, amit a rendkívül megerőltető téli próbák alatt szerzett. Helyét Alekszandr Morozov vette át.

A tank sorozatgyártása a tervek szerint 1940 júniusában indult volna meg, és Harkovban 500, Sztálingrádban pedig 100 T-34-est gyártottak volna az év végéig. Kulik marsall intrikái miatt azonban a tervezett 600 példányból csupán 115-öt sikerült legyártani 1940 decemberéig. 1941-ben összesen 2800 T-34-es gyártását tervezték, melyből 1800 Harkovban, 1000 pedig Sztálingrádban készült volna. A gyártás egyszerűsítése érdekében V. Nicsenko egy 52 mm páncélvastagságú öntött tornyot tervezett a harckocsihoz, a hegesztett torony kiváltására. 1941 tavaszán korlátozott számú példányt már ezzel az öntött toronnyal szereltek fel. Az 1941. június 22-i német támadásig 1225 db T-34-est sikerült legyártani, melyből 967 került ki a csapatokhoz az invázió kezdetéig.

1941 nyarán a németeket sokkolta a T–34-esekkel és KV–1-esekkel történő találkozás. 37 mm-es páncéltörő lövegük teljesen hatástalannak bizonyult e harckocsik ellen, lövedékei valósággal lepattantak róluk. Volt olyan T-34 amely 24 találatot kapott és még folytatta a tüzelést. A Panzer III-as harckocsiknak szemtől-szemben szintén nem volt esélyük a T-34-esek és KV-1-esek ellen. A szovjetek mégsem tudták kiaknázni minőségi fölényüket és az új harckocsik java része úgy veszett oda, hogy semmi hatást sem tudott gyakorolni a hadjárat menetére. Ennek számos oka volt. A harckocsik személyzetének gyenge kiképzettsége, a rádiók hiánya, a lőszerhiány, a pótalkatrészek és műszaki mentőjárművek hiánya. A szűk, kétszemélyes toronyban a harckocsiparancsnoknak kellett a löveg célzását is végezni, így a tényleges parancsnoki teendőkre nemigen maradt ideje. A sztálini tisztogatások miatt hiányoztak a hozzáértő, tapasztalt tisztek is. A katlanokban rekedt szovjet harckocsik nagy részével a német zuhanóbombázók végeztek.

Mindeközben a T-34-esek folyamatos gyártása is nagy nehézségekbe ütközött. 1941 júliusában megkezdődött a gyárak Urálon túlra telepítése. Augusztus második felében a Harkovi Mozdonygyárat (183. sz. gyár) elkezdték Nyizsnyij Tagil-ba telepíteni, ahol Uralvagon (183. sz. gyár) néven kezdett újra termelni, de az első harckocsi csak december 20-án gördülhetett le a szerelősorról. A kieső termelés kompenzálására a gorkiji Krasznoje Szormovo gyárban is megkezdődött a T-34-esek gyártása. Az első harckocsikat novemberben kapta meg innen a Moszkvai Front. Az omszki 174. sz. gyár is ráállt T-34-es alkatrészek gyártására. 1941 második felében 1.886 db T-34-es készült el, java részük Sztálingrádban.

Amikor a német 6. hadsereg Sztálingrád felé tört előre, nyilvánvalóvá vált, hogy a gyártást innen is át kell helyezni, bár a munkások a traktorgyárban, ahol az 1942 nyaráig legyártott T-34-esek 42%-a készült, szinte az utolsó pillanatig, 1942 szeptemberéig folytatták a termelést. Októbertől a szverdlovszki Uralmas gyárban folytatódott a gyártás.

1940 és 1944 között, több mint 35 000 T–34/76 típusú harckocsit gyártottak le. Két fő változata a T–34/76 és a T–34/85 volt. Előbbi 76,2 mm-es, utóbbi 85 mm-es löveggel rendelkezett. A háború után a Szovjetunió leállította sorozatgyártását, és a T–44-es illetve T–54-es típusokkal váltotta fel. Lengyelországban és Csehszlovákiában viszont még számos T-34/85-öst gyártottak az 1950-es években. Ezek egy része számos hidegháborús konfliktusnak résztvevője lett.