С целью повышения эффективности защиты экипажа и внутреннего оборудования танка Т-54 от поражения непробивным действием бронебойных и осколочно-фугасных снарядов калибра 85 и 100 мм во ВНИИ-100 совместно с ОКБ-43 в 1952 г. провели исследования по разработке и применению подбоя и специального материала — поропласта ПХВ-Э. В результате НИОКР были выпущены чертежи элементов защиты экипажа танка Т-54 с применением поропласта ПХВ-Э, которые впоследствии использовались при создании противоатомной (противорадиационной) защиты ПАЗ.
Большое внимание уделялось прочности смотровых приборов. Так, на танках выпуска до 1953 г. прочность основания смотровых приборов механика-водителя, а также их крепления в основании была недостаточной. Попадания снарядов в лобовые детали корпуса приводили к разрушению основания, в результате чего замена вышедших из строя приборов наблюдения оказалась практически невозможной. Поэтому в 1953 г. основание смотровых приборов значительно усилили за счет изменения марки стали (сталь 3 на сталь 37ХС) и введения термообработки, утолщения правой шахты на 2 мм (12 мм вместо 10 мм), увеличения сечения сварных швов и перевода на приварку аустенитными электродами. Кроме того, установили измененный стопор смотрового прибора механика-водителя с ограничительным штифтом. В 1956 г. стопор прибора опять изменили, увеличив длину заделки стопора в основании прибора (более чем вдвое) и значительно уменьшив массу головки стопора. Заменили также и материал стопора (сталь 45 на сталь 37ХС).
Значительное число изменений было внесено для повышения прочности болтовых соединений. Болты, изготавливавшиеся из углеродистой стали, в ряде случаев оказались ненадежными. При обстреле корпусов и башен они разрушались, в результате чего нарушалась прочность крепежа различных узлов и механизмов. Иногда это приводило к их срыву (копиры командирского устройства, приборы МК-4 и ТПК-1, ограждение погонов опоры башни, крыша над радиатором, крепление щитка спаренного пулемета СГМТ, стеллаж боекомплекта в нише башни и др.).
Проведенная в 1951–1953 гг. замена материала болтов на сталь 37ХС повысила прочность болтовых соединений. Следует заметить, что в ряде случаев это стало не только единственным вариантом, обеспечивавшим надежность крепления, но и одним из элементов конструктивного упрочнения в данном месте. Например, одновременно с усилением фланцев смотровых приборов МК-4 и ТПК-1 за счет изменения материала шпилек (сталь 15 на сталь 37ХС) с термообработкой, проведенным в 1953 г., усилили и крепление дужек замков приборов за счет введения их фиксации на оси. Причем на правом приборе МК-4, помимо усиления крепления дужки, усилили и саму дужку путем увеличения периметра заварки ушек.