Лобовая часть корпуса имеет многослойное комбинированное бронирование, остальные части танка защищены монолитной стальной броней с дифференцированными толщинами и углами наклона.
В 1978 году на вооружение была принята модификация Т-80Б. Ее принципиальным отличием от Т-80 стало применение новой пушки и комплекса управляемого ракетного вооружения 9К112-1 «Кобра» с радиоуправляемой ракетой 9М112. В состав комплекса вошла станция наведения, установленная в боевом отделении машины, за спиной наводчика. «Кобра» обеспечивала ракетную стрельбу на дальности до 4 км с места и на ходу, при этом вероятность поражения бронированной цели составляла 0,8. Ракета имела габариты, сответствующие габаритам 125-мм снаряда и могла размещаться в любом лотке механизированной боеукладки. В головной части ПТУР находилась кумулятивная боеголовка и твердотопливный двигатель, в хвостовой – аппаратный отсек и метательное устройство. Стыковка частей ПТУР выполнялась в лотке механизма заряжания при досылании в ствол пушки.
Наведение ракеты – полуавтоматическое: наводчику требовалось лишь удерживать прицельную марку на цели. Координаты ПТУР относительно линии прицеливания определялись посредством оптической системы по источнику модулированного света, установленному на ракете, а команды управления передавались по узконаправленному радиолучу. В зависимости от боевой обстановки имелась возможность выбора трех режимов полета ракеты. При стрельбе с пыльных грунтов, когда поднятая дульными газами пыль может закрыть цель, орудию придается небольшой угол возвышения над прицельной линией. После выхода ракеты из ствола она делает «горку» и возвращается на линию визирования. Если есть угроза образования за ракетой пыльного шлейфа, демаскирующего ее полет, ПТУР после набора высоты продолжает лететь с некоторым превышением над линией визирования и, лишь непосредственно перед целью, опускается на малую высоту. При стрельбе ракетой на малую дальность (до 1000 км), когда цель неожиданно появляется перед танком, орудие которого уже заряжено ракетой, стволу пушки автоматически придается небольшой угол возвышения, а ПТУР опускается на прицельную линию через 80-100 м от танка.
Кроме усовершенствованного вооружения, Т-80Б имел и более мощную броневую защиту.
В 1980 году Т-80Б получил новый двигатель ГТД-1000ТФ, мощность которого возросла до 1100 л. с.
В 1985 году на вооружение принимается модификация Т-80Б с комплексом навесной динамической защиты. Машина получила обозначение Т-80БВ. Несколько позже, в процессе планового ремонта, началась установка динамической защиты и на ранее построенные Т-80Б.
