Очередной вариант «Паттона» получил индекс М48А3. Модернизация М48А1 началась в ремонтных центрах армии США Эннистон и Ред Ривер в феврале 1963 г. Всего по заказу армии переоборудование в М48А3 прошло примерно 600 танков модели «А1», еще 419 машин модернизировали по заказу корпуса морской пехоты США. Наиболее заметным внешним отличием М48А3 стали коробки с воздушными фильтрами, установленные на крыльях по бокам от крыши МТО, кроме того, при модернизации на армейские танки ставили по два дополнительных поддерживающих ролика, вновь доведя их количество до пяти на борт. Установка дизеля вкупе с использованием топливных баков большей емкости позволила увеличить запас хода до 480 км.
В ходе выполнения программы модернизации в конструкцию вносились изменения по опыту использования танков во Вьетнаме, в частности были установлены новые тормоза, люк командирской башенки, несколько изменена башенная корзина.
М48А4
Командование американской армии возлагало большие надежды на оснащение своих танков запускаемыми через ствол 152-мм ПТУР «Шилела». Под эти ракеты был спроектирован танк М60А2. В начале 60-х годов предполагалось переоборудовать в носители ПТУР большое количество состоявших на вооружении М60А1. Танки, вооруженные ПТУР, отличались от «стандартных» М60 только башнями, в связи с запланированной модернизацией парка М60 высвобождались башни со 105-мм орудиями. Эти башни решили установить на М48. Два прототипа, представлявших гибрид корпуса М48А1 и башни от М60 изготовили на заводе фирмы Крайслер. Машины получили обозначение М48А1ЕЗ. Испытания прошли успешно, танк под обозначением М48А4 предполагалось принять на вооружение, но в армии США танки М48А4 так и не появились. Программа вооружения М60 «Шилелами» потерпела крах, соответственно – не оказалось «свободных» башен со 105- мм орудиями. В то же время обозначение М60А4 «прижилось» применительно к «Патгонам» со 105-мм орудиями, модернизированными в Израиле.
М48А5
Появление М48А5 было вызвано очередной критической ситуацией, в которой оказались танковые войска США в начале 70-х годов. Программу призванного стать основным боевым танком армии США американо-западногерманского МВТ-70 аннулировали, М60А2 оказался неудачным, плюс ко всему прочему, армия США лишилась нескольких сотен М60А1, в спешном порядке направленных в Израиль для восполнения потерь, понесенных «стратегическим союзником» в ходе войны 1973 года. Численный состав танкового парка вооруженных сил США упал до опасно малого уровня, его качество также оставляло желать лучшего.
