1950年代中后期，T-54/55的武装、机动性，乃至于防护力皆已显过时，随着西方国家主力战车的升级，T-54/55将无法有效对抗它们。因此，苏联军方开启了未来坦克研制计划，在这次新坦克研制竞标中，苏联下塔吉尔工厂和哈尔科夫的莫洛佐夫设计局各拿出了自己全新设计的型号！
140工程（下塔吉尔工厂）
1954年，下塔吉尔设计局在总设计师卡尔采夫的领导下，开始了代号“140工程”的新型坦克试验样车的研制。这是一种结构新颖的坦克。采用全新设计的行走机构，经过改进的柴油发动机，新设计的车体和炮塔，装备一门新研制的115mm/D-54TC线膛坦克炮。还安装有全新的行星机械传动装置。另外，“140工程”新研制的液压助力操纵系统也有效减轻了驾驶员工作负担。后来“140工程”试验坦克的许多技术成果，包括行走机构在内都被“155工程”试验坦克（后来的T-55主战坦克）和“167工程”试验坦克所采用。
1953年到1958年之间，由下塔吉尔为取代T-54研制的试验型中型坦克，一共完成两辆样车。
1958年为了给430工程让路，而被终止。
430工程（哈尔科夫莫洛佐夫设计局）
为了竞争新一代坦克项目，莫洛佐夫设计局应用当时最先进的技术成果，尽管，430工程承袭了苏联战车一贯的车身扁平、轮廓低矮的特色，苏联战车普遍有俯角不足的缺陷。但其车体上部采用与T-10类似的装甲设计，厚达120毫米，倾斜60度。炮塔为半球状，并拥有良好的避弹功能。430工程是苏联在1953年到1957年研制的用以取代T-54坦克的中型坦克，制造了几辆原型车，由于苏军较为强调核条件下的战斗力，所以该项目于1961年终止，转而发展432工程。因为采用了大量新技术、新设计，“140工程”试验坦克跟“430工程”试验坦克一样，可靠性较差，且性能上跟T-54/55主战坦克并没有拉开足够差距。实际上“140工程”比“430工程”还是要保守一些。经过对两个设计方案和样车进行详细和严格的比较之后，苏军选择了概念更超前、发展潜力更大的“430工程”作为日后新一代坦克的研制基础。
432工程（莫洛佐夫设计局）
比起其前辈T-54/55，430工程的优势并不显著；反倒是同时期于下塔吉尔国营工厂接受测试的165工程与166工程较为出色。为了在当时冷战条件下迅速压制西方装备105毫米坦克炮的中型坦克，165工程与166工程以T-62A和T-62的名义开始生产，但是毕竟T-62只能说是可以“对抗”西方中型坦克，苏联军方需要一种“压倒”西方中型坦克的高性能坦克，军方责令哈尔科夫设计局进行进一步开发。于是，继承了430工程技术优点，配备115毫米D-68式火炮，并在坦克历史上首次装备电动液压自动装弹机的432工程被开发了出来。面对L7炮强劲的穿透力，432工程安装了一种两层高强度钢板中间夹一层特殊铝合金的复合装甲，这种复合装甲能有效提高坦克在面对高性能HEAT弹药的防护能力，并降低了APDS的有效穿透力。配合专为432项目开发的700匹（515千瓦）5TDF发动机，432项目后期样车仍然具备强悍的机动能力，能跟上BMP-1步兵战车与机械化步兵一同作战。432号项目最终成品在1962年9月完成，次年10月投产。1966年12月30日，432项目产品正式进入苏军服役，并命名为T-64。 次年1月2日，苏联国防部正式接受首批T-64。
165工程（下塔吉尔工厂）
140工程。的竞争失败并没有让其设计人员气馁。卡尔采夫决定利用“140工程”的炮塔和已经定型并且准备批量生产的T-55主战坦克的底盘来研制一种新坦克。该方案代号为“165工程”。但在整个设计工作全面展开的时候，设计人员发现，要想把“140工程”的炮塔原封不动安装到T-55底盘上技术难度太大。比较合理的方案是对T-55底盘进行修改，其好处是不但能把新炮塔装上去，而且能顺便修正一些T-55底盘本已存在的缺陷。为此，设计人员首先加大了底盘炮塔座圈的直径，并适当延长了底盘长度。相应地，负重轮之间的位置也被做了一定调整。采取这两项措施还带来一个好处--大大增加了战斗室空间。对于习惯了苏式坦克狭窄战斗室的坦克兵来讲该措施无疑受到了广泛欢迎。“165工程”上还安装了新研制的自动弹壳抛弃装置。当火炮射击完毕之后，该装置能够自动将弹壳通过炮塔后部的一个小窗口抛出车外。采用该装置后火炮进行射击时在战斗室内产生的有害气体大幅度减少了。到1958年11月，苏联已先后生产了3辆“165工程”样车。严格的测试表明，该型坦克的设计是成功的。虽然“165工程”在当时依然未能引起苏联装甲兵总局的关注，但其基本设计得到了认可，并且坦克样车还曾向政府高层作过展示。
166工程（下塔吉尔工厂）
1958年，战略火箭兵总部向政府高层展示了新研制成功的T-12型牵引式100毫米滑膛反坦克炮，获得了充分肯定，相关部门向装甲兵总局要求研制出装备该型火炮的坦克。为此，装甲兵总局专门召集专家开了一场特殊会议。在会议上以卡尔采夫为首的总设计师们据理力争，会议最后做出了一个多方妥协的决定——不研制装备T-12型火炮的坦克，而是在T-12火炮基础上研制适合坦克装备的新型滑膛炮。这次会议之后，卡尔采夫认真总结了会议内容，马上对“165工程”方案进行修改，并将整个项目重新命名为“166工程”。“166工程”最重要的改进就是通过换装口径更大的115毫米滑膛坦克炮代替了原来的100毫米线膛炮。该炮的研制就是按照军方提交会议的相关内容和意见，还包括配套的火炮稳定器等相关设备。1959年，“166工程”的几辆样车先后被制造出来。在随后1960年进行的测试中，“166工程”表现让人满意。这个问题直到“166工程”被正式定型为T-62主战坦克，并且投入批量生产之后相当长一段时间才解决。 然而“166工程”依然未引起重视，因为这个问题苏军内部也争论不休。但当西方国家装备105毫米主炮的主战坦克已服役的情报传回苏联之后，苏军发现手头上居然没有一种能与之抗衡的坦克。“432工程”（前身就是“430工程”，成果为T-64坦克）离成熟和完善还太遥远。唯一能够立即投产并且能跟西方新坦克抗衡的成熟型号——“166工程”。装甲兵总局迅速将“166工程”定型并投入生产，这就是T-62主战坦克。但是装甲兵总局依然只是将这个型号视为过渡型号，因为在性能上T-62仍无法对西方取得压倒优势，但可为“432工程”（后来的T—64）服役争取时间。正因为此种心态，苏联军方正式投产的T-62坦克，并没有沿用166工程，以及之前的140、165工程的6对中直径负重轮设计，而是将其修改为直接沿用T-54/55的5对大直径负重轮，只是在负重轮之间的间隔距离上和T-54/55有所区别，和T-54/55完全通用（甚至连T-62的操作手册上关于悬挂负重轮的配图都是直接照搬自T-55坦克操作手册的配图），这样既节约了生产成本，也使越野过障性能有所提升，但是牺牲了一定的行驶平稳性。
167工程（下塔吉尔工厂）
在“166工程”前途未卜的时候，研制方决定在“166工程”基础上再研制一种新坦克，项目代号“167工程”。1961年夏2辆样车先后被制造出来。“167工程”的底盘设计方案相对于“166工程”做了进一步修改。新的悬挂系统和行走机构源于“140项目”。也是两边各6个负重轮和3个托带轮。扭杆和减震器等部件得到改进。四冲程水冷柴油机更换为功率更大的700马力型号。“167工程”的机动性获得提高就是得益于上述两项措施：最大公路时速从T-62的50公里增至64公里。最大公路行程增至550公里。炮塔则沿用“166工程”的成熟设计，这甚至也包括了115毫米主炮及自动抛壳系统在内的整套武器系统。研制后期设计人员在炮塔后方加装了反坦克导弹发射装置作为辅助武器。并且对火控系统做了相应修改。后来，卡尔采夫设计局又在“167工程”基础上研制出使用燃气轮机的新型试验样车，项目代号“167T工程”。“167T工程”跟“167工程”唯一的不同也就在它的动力系统。最后经过讨论决定研制一种装填分装式115毫米弹药的新型自动装弹机。在对该型自动装弹机进行了严格测试之后，事实证明这种采用弹夹式结构的自动装弹机不仅结构相对简单，还非常可靠。原来T-62上面采用的自动弹壳抛弃系统被有机地结合进了自动装填系统里。后来下塔吉尔坦克制造厂又在该型自动装填系统的基础上，研制了装填125毫米弹药的改进型号。其后，下塔吉尔坦克制造厂研制出装备125毫米滑膛炮和安装有该自动装填系统的T-62主战坦克改进型试验样车。该样车引起装甲兵总局高层的注意，特别是它性能可靠的自动装弹机。
172工程（下塔吉尔工厂）
在被T-64主战坦克可靠性搞到焦头烂额的装甲兵总局向卡尔采夫下达了一个重要任务——“研制一种性能可靠的T-64简化型坦克”。相关人员还带来了6辆T-64A主战坦克的样车（从这里也可以看出军方急切的心情。要知道1967年“434工程“也就是T-64A的原型车才刚完成设计并且只生产出小批量样车。）供设计人员了解其结构和进行相关试验。最先被提出的方案代号是172工程”。“172工程”其实就是在T-64主战坦克基础上换装B-45发动机和前面所说的自动装弹机。然而，“172工程”在经过充分严格的试验之后，实际情况却并不如当初设想的那么顺利。这时候，卡尔采夫果断决定抛弃在T-64基础上研制新坦克的计划。特别是对送来的T-64主战坦克和“172工程”进行大量试验之后，卡尔采夫不但完全摸透了T-64的设计，而且认识到T-64的许多技术是相当不成熟的。这些原因不但增加了卡尔采夫对T-64许多设计的厌恶感，而且使身为总设计师的他明白“172工程”方案实际上是失败的，以T-64为基础研制一种性能和可靠性均让人满意的坦克可能比新设计一种坦克需要花费更多的时间。要完成上面下达的任务只有一个方法——另起炉灶。
172M工程（下塔吉尔工厂）
“172M工程”的底盘设计基本上源于“167工程”，但修改措施也不少，车首上装甲的倾角、驾驶员中置和双侧传动变速箱就是吸收自T-64。火控系统是在T-64A主战坦克的火控系统基础上发展而来，动力舱布局也不同于“167工程”。“172M工程”的发动机采用B-45的增大马力改进型B-46。行走装置大部分与“167工程”相同，每侧6个大直径负重轮和3个托带轮。不过扭杆和液压减震器更换成新的型号。这是因为“172M工程”的战斗全重比“167工程”重了5吨。火力方面，上世纪60年代初苏联获得M-60A1主战坦克后，通过实车检测，苏军发现115毫米坦克炮无法跟西方的L-7（105毫米）系列坦克炮抗衡。在这之后，苏联就决定研制125毫米坦克炮以与西方坦克抗衡，并将该口径定为制式口径。所以，作为新型号的“172工程”和“172M工程”是必须装备新的大口径炮的，这并不是继承T-64主战坦克的设计。另外，“172M工程”的炮塔是全新设计的流线卵形炮塔，在纵向剖面上虽然跟T-64A很象，但实际外形跟T-64主战坦克和“172工程”带菱角的炮塔是不一样的。从正面或上方观察很容易通过炮塔区分出两者。
172M火控系统采用的是机械弹道计算机。虽然与T-64的机电模拟弹道计算机相比功能单一且性能相对落后，但成本低廉。炮塔装甲采用钢钢复合结构，两层装甲板之间填充的是石英沙粒。结构上比T-64A主战坦克炮塔正面的复合装甲简单。同样，车首装甲的结构和成分也比T-64A简单。当整个研制工作进入尾声，“172M工程”样车被制造出来之后，经受住了各种考验，表现出较好的可靠性。后来在装甲兵总局的安排下，“172M工程”又跟T-64A主战坦克进行了对比测试，结果在可靠性上T-64A虽然有大幅度提高，但依然不如“172M工程”。 虽然“172MT工程”的总体性能逊色于T-64A，但是其各项设计比T-64A坦克要成熟可靠，结构也相对简单，这样的结果是“172MT工程”比T-64A更加容易生产。装甲兵总局也因此陷入了进退两难的境地——是选择性能还是选择可靠性。最后的折衷方案是同时列装两种坦克。“172M工程”由此被获准定型并投入批量生产，军方编号T-72。一代名车T-72主战坦克就此诞生。