Během roku byl projekt dále vylepšován, především šlo o zdokonalení pancéřování. Byl použit revoluční způsob zesílení pancéřové ochrany, vrstvený pancíř. Na korbě se jednalo o kombinaci ocel-sklolaminát-ocel, na věži ocel-hliníková slitina-ocel. Takový pancíř byl schopen mnohem lépe odolávat především kumulativním zbraním. Pancéřová ochrana T-64 byla ve srovnání s T-62 až dvojnásobná! Pro ochranu proti radiaci byl vnitřek pancíře opatřen speciálním materiálem. Pro pohon byl použit motor 4TDF o výkonu 560 kW při 2000 otáčkách za minutu. Jednalo se o dvoutaktní motor s dvěmi planetovými převodovkami po stranách motoru, díky takovému řešení došlo k radikálnímu zmenšení motopřevodového prostoru, v porovnání s T-54 cca na polovinu! Další revoluční novinkou bylo řešení výzbroje tanku, kanon U-5TS ráže 115 mm s hladkým vývrtem hlavně byl totiž vybaven nabíjecím automatem, díky čemuž došlo k odstranění nabíječe, zmenšení rozměrů věže a tím i korby. Zavěšení podvozku bylo rovněž velmi moderní, hydropneumatické.
Tank byl pod označením T-64 dán do výroby, která byla v závodě V.A.Malyševa zahájena v roce 1963. Později byly tyto stroje modernizovány na standart T-64 A, již v období 1977-81 při generálních opravách a přeznačeny na T-64 R.
I přes vynikající zlepšení pracovala KB-60M na dalších zlepšeních. Projekt 434 se lišil především výzbrojí, jíž se stal kanon D-81 ráže 125 mm. Vezeno je pro něj 40 kusů munice. Zlepšeno bylo také pancéřování čela a boků korby, dále byl použit přesnější optický dálkoměr, vylepšen bojový prostor ve věži a použito zařízení pro ochranu proti ZHN. Projekt byl hotov v roce 1964, v období 1966-67 vznikly prototypy a po zkouškách, které potvrdili značné zlepšení byl tank v roce 1969 dán do výroby pod označením T-64 A. Vyráběna byla také velitelská varianta T-64 AK (Projekt 446). Tento tank je označován za první sovětský MBT (T-64 s kanonem U-5TS byl ještě brán jako střední tank). Za vývoj byl A.A.Morozov vyznamenán Leninovým řádem. Tankem byly vybavovány elitní divize Sovětské armády, nebyl nikdy exportován a patřil k nejutajovanějším zbraním. Zpočátku byl velmi poruchový z důvodu aplikace příliš mnoha nových řešení, je však nutno objektivně říci, že neměl prakticky konkurenta a výrazně svými kvalitami překonával jakýkoliv jiný tehdejší tank. Aplikace tolika moderních a často revolučních řešení však přinesla také obtížný výcvik jak posádek, tak údržby tanku.
Začátkem 70 let byl, pod vedením N.A.Šomina, prováděn vývoj dalších zlepšení tanku. V roce 1973 byl dokončen projekt tanku T-64 A-2M, poté Projekt 447. Projekt 447, vycházející ve většině z T-64 A, byl vyvíjen pro pro další revoluční zbraň, PTŘS 9M112 Kobra odpalované z hlavně kanonu. Tank měl také zdokonalený palebný systém, místo optického dálkoměru byl použit laserový, dále také balistický počítač a další zlepšení. Vyvinuta byla také zjednodušená varianta bez možnosti odpalu Kober, označená Projekt 437. Obě varianty byly po dalších úpravách zavedeny do výroby v roce 1976, Projekt 447 A jako T-64 B (velitelská verse BK) Sosna a Projekt 437 A jako T-64 B1.
Další zlepšení šlo cestou zesílení pancéřování. V letech 1981-83 byla vyvinuta verse s přídavným reaktivním pancířem, umístěným na čele a bocích korby a věže. Prototyp byl hotov v roce 1984 a o rok později došlo k zařazení do výzbroje jako T-64 BV, respektive BVK u velitelské verse a B1V u verse B1 vybavené tímto pancířem.
V období 1974-79 probíhal vývoj tanku T-64 s motorem 6TD o výkonu 735 kW. Tři prototypy tanku s tímto motorem, označené Projekt 476, byly zkoušeny v období 1978-79. Mimo motoru se vyznačovali také novou věží, později použitou u T-80 U/UD. Vthledem k značnému zlepšení pohyblivosti bylo rozhodnuto vybavit tímto motorem již vyrobené T-64 A/B. K tomu docházelo od roku 1983, takto modernizované tanky jsou pak označovány jako T-64AM, AKM, BM a B1M.
Poslední modernizace byla vyvinuta v devadesátých letech pro tanky T-64 B/BV a B1/B1V. Jedná se o použití PTŘS 9M119 Reflex a vylepšený systém palby u modernizace označené T-64BM2. Druhá modernizace, označená T-64 U, používá Reflexy a systém palby z T-80 UD a T-84. Je známo předvedení dvou prototypů T-64 BM2 a jednoho T-64 U z roku 1999 na přehlídce v Kyjevě, není však známo, zda bude modernizováno větší množství.
TECHNICKÉ ÚDAJE (T-64 A)
ROZMĚRY
Délka: 6400 mmm (9225 mm s kanonem)
Šířka: 3580 mm
Výška: 2172 mm
HMOTNOST
Prázdná: 36000 kg
Bojová: 38000 kg
VÝKONY
Max. rychlost na silnici: 60 km/h
Max. rychlost v terénu: cca 30 km/h
Dojezd na silnici: 500 km
Měrný tlak: 1,09 kg/cm2
