Вооружение "объекта 432" состояло из стабилизированной в двух плоскостях гладкоствольной пушки Д-68 калибра 115 мм и спаренного с ней пулемета ПКТ калибра 7,62 мм. Заряжающего заменили механизмом. Боеприпасы раздельного заряжания разместили во вращающейся боеукладке в L-образных лотках. Автомат заряжания был снабжен запоминающим устройством, обеспечивающим выбор типа снаряда из конвейера по команде наводчика орудия. Проводить стрельбы ночью позволял ночной прицел. Его подсветочный инфракрасный прожектор Л-2 "Луна" установили на передней поверхности башни, слева от орудия и кинематически связали с ним.
Практически все выше перечисленные решения были применены на этом танке впервые. Проведенные всесторонние испытания опытных образцов "объекта 432" подтвердили перспективность большинства из них. Практически в таком виде, после некоторой доработки, машина была принята на вооружение под индексом "Т-64". Именно этот танк стал родоначальником второго послевоенного поколения советских боевых машин. В дальнейшем совершенствование шло по пути повышения огневой мощи и надежности узлов и агрегатов. В 1967 году на вооружение был принят средний танк Т-64А ("объект 434"). На нем установили новую более мощную гладкоствольную пушку Д-81 (2А46) калибра 125 мм, подкалиберный снаряд которой имел начальную скорость 1800 м/с (самый высокий показатель в мире), а кумулятивный — 905 м/с.
Применение нового орудия потребовало изменения конфигурации башни и замены прицела, вместо ТПД-43Б установили более совершенный ТПД-2–49 с независимой стабилизацией поля зрения по вертикали. Место командира, оставшееся справа, как на Т-64, оснастили зенитной пулеметной установкой "Утес" 12,7 мм, управление которой осуществлялось дистанционно — изнутри машины без открытия люка.
Кроме того, на Т-64А установили систему "Брод", благодаря которой значительно упростили и сократили время подготовки к преодолению водных преград по дну. В результате проведения всего комплекса доработок и изменений масса танка возросла на 2 т.
Такой была эта этапная машина. Однако, при всех положительных качествах, машины семейства Т-64 имели и ряд недостатков: довольно дорогой двигатель, недостаточно хорошие пусковые качества (особенно в условиях низких температур), высокая чувствительность к пыли (предрасположенность к пылевому износу воздушного тракта и цилиндро-поршневой группы), относительно высокий расход топлива.
