Средний танк Т-34-85 был поставлен на производство зимой 1943-1944 гг.
Танк вооружался 85-мм пушкой, установленной в литой башне, первоначально разрабатывавшейся для тяжелого танка КВ-1С. База танка почти не изменилась по сравнению с его предшественником, T-34-76. Увеличенная башня вмещала трех членов экипажа, так что командир наконец был освобожден от посторонних функций и мог полностью сосредоточиться на своих основных обязанностях по руководству действиями экипажа. Широкие гусеницы позволяли машине двигаться по любому грунту, включая раскисшую грязь и снег, допуская действия в условиях, непроходимых для германских танков.
Уже в 1944 году Т-34-85 применялся не только как танк, но и как транспортер пехоты. Поручни на корпусе позволяли пехотному «танковому десанту» передвигаться по полю боя на броне.
В январе 1945 года двухстворчатую крышку люка командирской башенки заменили на одностворчатую. На танках послевоенного выпуска (завод «Красное Сормово») один из двух вентиляторов, установленных в кормовой части башни, перенесли в ее центральную часть, что способствовало лучшей вентиляции боевого отделения.
В конце войны была предпринята попытка усилить вооружение танка. В 1945 году прошли полигонные испытания опытных образцов средних танков T-34-100 с башенным погоном, уширенным до 1700 мм, вооруженных 100-мм пушками ЛБ-1 и Д-10Т. Работа эта имела мало смысла, поскольку на вооружение уже был принят новый средний танк Т-44 со 100-мм пушкой Д-10Т.
В сентябре 1944 года для перевооружения Т-34-85 КБ завода № 92 предложил новое 85-мм орудие повышенной мощности ЗИС-85-ПМ с начальной скоростью бронебойного снаряда 980 м/с. Орудие прошло заводские испытания, но по результатам гос-испытаний на Гороховецком полигоне было признано неудачным. Еще одну попытку усилить вооружение Т-34-85 предприняли в 1945 году, когда ЦАКБ разработала модификацию ЗИС-С-53, снабженную одноплоскостным гироскопическим стабилизатором — ЗИС-С-54. Однако в серию эта артсистема не пошла. Тогда же весной 1945 года, все работы по 85-мм танковым орудиям были прекращены за не перспективностью: калибр 100 мм казался более удачным.