По результатам полигонных испытаний завод оперативно внес изменения в конструкцию машины. Длину корпуса увеличили на 120 мм, ширину — на 50 мм при одновременном снижении высоты танка на 20 мм. База опорных катков возросла на 75 мм, что служило повышению продольной устойчивости, были увеличены сечения торсионов, а также диаметр и ширина катков — это сделало их достаточно надежными. Вместо 3- лопастного винта диаметром 400 мм установили более эффективный 4-лопастный. Несколько изменили конструкцию траков гусениц с целью предотвращения их спадания при угле бокового крена всего 28°, в то время как сползание машины наступало только при 34°. Одновременно высоту преодолеваемой стенки подняли на 6 см. Установка новых двигателей ГАЗ-202 (импортные имели заметный износ, частично оказались разрегулированными и не развивали расчетного крутящего момента) должна была повысить предельный преодолеваемый подъем до 28°.
Постановлением Комитета Обороны СССР № 443сс от 19 декабря 1939 года танк Т-40 приняли на вооружение Красной Армии в единой гамме боевых машин нового поколения. В соответствии с этим же постановлением завод № 37 должен был выпустить к 1 марта 1940 года три опытных образца Т-40, к 1 августа — установочную партию из 15 танков, а с 1 октября приступить к их серийному производству.
Зимой 1940 года четыре опытные машины проходили испытания стрельбой на Щуровском артиллерийском полигоне за Окой. Итоги их были в целом положительны, хотя при обстреле цементированной брони от внутренней поверхности корпуса отлетали мелкие осколки. Долго не получалась и стабильная выверка прицелов стрелковой установки.
В мае — июне войсковой комиссией Автобронетанкового управления проводились ходовые испытания двух опытных Т-40 2-й улучшенной серии на Кубинском научно-испытательном полигоне АБТУ КА. И хотя их результаты тоже в основном оказались удовлетворительными, особо отмечалось явление продольного раскачивания — дорожный резонанс, с которым тогда справиться не удалось. Работоспособность двигателя ГАЗ-202 ввиду хронического перегрева, особенно масла, все же оставалась недостаточной. Падало давление в системе смазки, выкрашивались шатунные подшипники, ломались поршневые кольца, пробивались прокладки головки блока цилиндров, выходили из строя агрегаты электрооборудования, чаще всего экранированные свечи. Был затруднен запуск двигателя. Это показывает, как тяжело и далеко не сразу, несмотря на все принимаемые меры, адаптировался автомобильный мотор, даже хороший и надежный, к тяжелой работе в танке. Перед ГАЗом поставили задачу довести ресурс двигателя до 3000 км пробега к осени 1940 года и 6000 км — к 1941 году. В конечном счете ее удалось решить.