Однако в том же году стало ясно, что одними малыми танками проблему прорыва позиционной обороны противника (а именно в этом виделось тогда основное предназначение танка) решить невозможно, но создавать тяжёлые танки по тем временам посчитали слишком обременительным для бюджета. Поэтому вскоре было поставлена задача создания танка, занимающего промежуточное положение между лёгкими и тяжёлыми танками.

В ноябре 1927 года по распоряжению наркома военно-морских дел К. Е. Ворошилова Главное конструкторское бюро Орудийно-арсенального треста (ГКБ ОАТ) получило техническое задание на проектирование маневренного танка. Изготовление опытного образца, получившего обозначение Т-12 (А-12), «с железным корпусом» поручается Харьковскому паровозостроительному заводу № 183 им. Коминтерна (ХПЗ). Руководитель танковой конструкторской группы на ХПЗ – И. Н. Алексенко.

В апреле 1930 года с опытным образцом танка Т-12 знакомится высший командный состав РККА – В. К. Блюхер, К. Е. Ворошилов, И. П. Уборевич, И. Э. Якир и др. Танк признан не соответствующим требованиям, предъявляемым новым танкам. В мае 1930 года в московском ГКБ ОАТ при участии конструкторов ХПЗ разрабатывается проект танка Т-24, представляющийсобой модернизацию Т-12. В частности, уменьшена толщина броневых листов, увеличен запас хода по топливу, изменена конструкция башни. На Т-24 произведена полная перепланировка броневого корпуса: из кормового отделения в боковые ниши перенесены топливные баки, в носовой части предусмотрена возможность установки радиостанции. Концепция Т-12 представляла собой синтез опыта, накопленного при проектировании Т-18, и идеи многоярусного расположения вооружения, последовательно проводимой американцами на опытных средних танках серии Т.1 (мод. 1921–1925 гг.). Все вооружение (а Т-12 создавался под 45-мм пушку и 3 установки спаренных пулеметов системы Федорова) размещалось двухъярусно в башнях – главной и независимо вращающейся малой пулеметной. Серьезный недостаток такого размещения вооружения заключался в том, что вращение главной башни неизбежно сбивало наводку малой. Кроме того, многоярусность влекла за собой увеличение высоты танка до 3 м, что делало его очень заметным и трудномаскируемым.

Чистая масса танка составила 14 280 кг. В боевом положении, то есть с экипажем 4 человека, боекомплектом (100 патронов к пушке и 4000 к пулеметам), горючим и т. п., удельное давление при погружении гусеничных цепей на 100 мм в мягкий грунт составляло 0,45 кг/см2. Для танка был предусмотрен восьмицилиндровый авиамотор “Испано-Сюиза”, развивавший мощность до 200 л. с. при 1500 об/мин. При этом учитывалась его возможная замена на 180-сильный (при 1800 об/мин) специализированный двигатель.

Для Т-12 было характерным нетипичное для советского танкостроения расположение механизма-водителя – справа от продольной оси машины. В ходовой части применили весьма удачный механизм натяжения гусениц. Максимальная скорость равнялась 26 км/ч, причем планетарная коробка передач позволяла изменять режим движения на 15, 7 и 2,7 км/ч, сохраняя возможность реверса на всех скоростях. Новинкой стал и ленточный плавающий тормоз профессора В. И. Заславского.

Вертикальная бронировка выполнялась из 22-мм брони, горизонтальная– из 12-мм. Механизм поворота главной башни имел механический привод, наведение на цель пулеметной башни осуществлялось с помощью спинного упора. Т-12, как и его предшественник Т-18, оборудовался “хвостом” – он увеличивал длину машины на 690 мм и позволял переезжать через окоп шириной 2,65 м. Наибольший преодолеваемый угол подъема составлял 40 градусов. Испытывали новый танк с 28 апреля по 9 мая 1930 года. Одновременно артиллеристы провели экспериментальный обстрел 22-мм и 1 8-мм бронеплит и дали заключение о стойкости брони. Акты испытаний подписали главный инженер завода С. Н. Махонин и начальник КБ И. Н. Алексенко. По их результатам заводское КБ ГХПЗ приняло самое активное участие в доводке машины, выполнив, по существу, капитальную модернизацию исходного образца, получившего в итоге обозначение Т-24. Судя по документам, рассматривались три возможных варианта вооружения нового танка. Во всех случаях на него предстояло установить разрабатываемую 45-мм танковую пушку с плечевым упором, известную впоследствии как система образца 1930 года. По конструкции она во многом была идентична 37-мм танковой пушке образца 1927 года, но ее боекомплект включал бронебойный снаряд. Что касается пулеметов (а в расчет брался новейший ДТ), то существовал ряд комбинаций: три пулемета, размещенные, как на Т-12; вариант со спаренной установкой пушки и пулемета и трехъярусное расположение вооружения за счет установки четвертого ДТ в специальном лобовом выступе подбашенной коробки. В металле был осуществлен последний, третий вариант.

Боевая масса Т-24 составила 18,5 т (удельное давление на грунт равнялось, соответственно, 0,51 кг/см²), при этом толщина брони была оптимизирована и составила 20 мм для вертикальных плит и 8,5 мм для горизонтальных, что обеспечивало защищенность от огня крупнокалиберных пулеметов на всех дистанциях. Главной башне придали цилиндрическую форму, в крыше малой появился люк с откидной крышкой. Боекомплект орудия уменьшили до 89 выстрелов, а пулеметов увеличили до 8000 патронов. Численность экипажа возросла до 5 человек. На Т-24 применили более мощный 300-сильный авиамотор М-6 отечественного производства, но максимальная скорость снизилась до 22 км/ч. Запас хода составлял 120 км при запасе горючего 460 л.

Ходовая часть была унифицирована с артиллерийским тягачом “Коминтерн”. Силовая передача включала дисковый главный фрикцион, планетарную коробку передач, двойной дифференциал в качестве механизма поворота и простые бортовые передачи. В целом трансмиссия по конструкции агрегатов находилась на весьма высоком уровне. 27 марта 1930 года в Управлении механизации и моторизации РККА состоялось совещание по вопросу изготовления установочной серии Т-24 в количестве 15 единиц.

Заказ выполнил ГХПЗ, собрав три машины в июле, пять в августе и семь в сентябре. Бронекорпуса поставлял Государственный Ижорский завод, моторы – один из заводов Авиапрома. Дальнейшая программа строительства Т-24 предусматривала наращивание темпа сборки с 7 единиц в октябре 1930 года до 45 в сентябре 1931-го. Однако после изготовления 25 танков производство прекратили.

Штатную 45-мм пушку 20К Т-24 получили лишь в 1932 году, а до этого они снабжались только пулеметами (впрочем, первые суперскоростные харьковские БТ, к выпуску которых ГХПЗ приступил в 1931 году, были тоже чисто пулеметными). В войсках Т-24 использовались первоначально в качестве танков усиления, но вскоре их перевели в разряд учебных машин. Принять участие в боевых действиях им так и не довелось.