Продолжая работу по улучшению броневой защиты танка БТ-7 конструкторский коллектив, который входили такие инженеры-конструкторы, как Вернер, Кревневич и Жиров, под руководством Н.Ф.Цыганова разработал проект нового танка, в котором использовались основные узлы и агрегаты от серийных машин.
Главное отличие этой машины заключалось в корпусе абсолютно иной формы, с большими углами наклона бронелистов. Верхний лобовой лист имел угол наклона 53 град., нижний лобовой и верхний кормовой – 58 град., верхний бортовой – 55 град., нижний бортовой – 15 град., нижний кормовой – 48 град. Так как носовая часть теперь имела ту же ширину, что и корпус, можно было отказаться от трубы и кронштейна для направляющих колес. Подвеска осталась прежней, но с наклоном пружинной рессоры переднего колеса под углом 38 град. Корпус практически не имел выступающих частей, за исключением колпаков пружин вертикальной подвески и выхлопных труб. Все верхние и нижние наклонные бортовые листы были съёмными и крепились при помощи болтов. Именно благодаря такой схеме расположения бронелистов танк и получил название «Черепаха». Кормовой бензобак был ликвидирован, а запас топлива перенесен в баки располагавшиеся в бортовых полостях. Башня танка имела коническую форму с наклонным вехним листом, кормовая ниша отсутствовала, поэтому рацию пришлось перенести в носовую часть корпуса и ввести в состав экипажа радиста. Была также предусмотрена двухрежимная система охлаждения: боевая и походная.
