Танк Т-80 был разработан осенью 1942 г. в КБ Горьковского автозавода под руководством Н. А. Астрова. Опытный образец машины в декабре 1942 года прошёл полигонные испытания. Танк был поставлен на производство на заводе №40 в г. Мытищи Московской области. Всего было изготовлено 75 танков и в 1943 г. их выпуск был прекращён. Танк Т-80 был последним образцом отечественных лёгких танков периода Великой Отечественной войны.

Он был создан на базе лёгкого танка Т-70М и отличался от него установкой двухместной башни, увеличенным углом максимального возвышения пушки и спаренного пулемёта, усиленной броневой защитой, применением более мощной силовой установки и возросшей на 2 т боевой массой машины. Схема общей компоновки машины принципиально была такой же, как у танка Т-70М, но с размещением трёх членов экипажа. Танк имел пять отделений: управления - в передней части корпуса, боевое - в средней части, трансмиссионное - в передней части корпуса справа по ходу, моторное - в средней части вдоль правого борта корпуса и кормовое. Механик-водитель находился в носовой части корпуса со смещением к левому борту. Во вращающейся башне, слева от пушки располагался наводчик, справа - командир танка, он же заряжающий. В средней части корпуса вдоль правого борта на общей раме были установлены два спаренных в линию двигателя, составлявшие единый силовой агрегат. Трансмиссия и ведущие колёса имели переднее расположение.

Вооружение танка состояло из 45-мм пушки обр. 1938 г. с вертикальным клиновым затвором и спаренного 7,62-мм пулемёта ДТ, установленного справа от неё. Длина ствола пушки составляла 46 калибров. Высота линии огня - 1630 мм. Углы вертикальной наводки спаренной установки составляли от -8 до +65° и позволяли вести стрельбу по воздушным целям, а также по врехним этажам зданий при бое в городе. При стрельбе по наземным целям использовался телескопический прицел ТМФ-1, по воздушным целям и верхним этажам зданий - коллиматорный прицел К-8Т. Пушка была оснащена электроспуском. Для наводки спаренной установки использовались шестеренчатый механизм поворота башни и винтовой подъёмный механизм. Дальность стрельбы прямой наводкой составляла 3600 м, наибольшая - 6000 м. Скорострельность - 12 выстрелов в минуту. В боекомплект танка входили 94-100 выстрелов к пушке и 1008 патронов к пулемёту ДТ (16 дисков). Начальная скорость бронебойного снаряда при массе 1,43 кг составляла 760 м/с, осколочного при массе 2,15 кг - 335 м/с. Дополнительно в боевом отделении укладывались один 7,62-мм пистолет-пулемёт ППШ с боекомплектом 213 патронов (3 диска) и 12 ручных гранат Ф-1.

Броневая защита - противопульная. Сварной корпус танка был выполнен из катаных броневых листов толщиной 6, 10, 15, 20, 25, 35 и 45 мм. Конструкция броневого корпуса и расположение основных люков и лючков остались практически такими же, как у танка Т-70, за исключением бортовых листов, толщина которых была увеличена до 25 мм и крыши - до 15-20 мм.

Сварная башня танка увеличенных размеров, изготовленная из броневых листов толщиной 35 и 45 мм, расположенных с рациональными углами наклона, была смещена к левому борту. Она имела новую амбразуру и конструкцию крепления маски, которые обеспечивали большие углы возвышения основного оружия. Сварные стыки башни были усилены броневыми угольниками. На крыше устанавливалась высокая неподвижная командирская башенка с входным люком, закрывавшимся откидной броневой крышкой на петлях и перископическим смотровым зеркальным прибором, размещённым на вращающемся основании люка и обеспечивавшим командиру танка круговой обзор. Слева от командирской башенки размещался люк наводчика, также закрывавшийся откидной броневой крышкой на петле. Верхние призмы смотровых приборов командира, наводчика и механика-водителя имели броневое прикрытие. За командирской башенкой размещался броневой стакан антенного ввода. Для удобства размещения десанта на корпусе танка и бортах башни были приварены специальные поручни. За счёт установки новой башни высота машины, по сравнению с высотой танка Т-70М, увеличилась на 135 мм.

В качестве противопожарного оборудования в танке использовались два ручных тетрахлорных огнетушителя.

В моторном отделении вдоль правого борта размещался силовой агрегат ГАЗ-203Ф, состоявший из двух последовательно соединённых рядных четырёхтактных шестицилиндровых карбюраторных двигателей ГАЗ-80 суммарной мощностью 170 л. с. (125 кВт) с карбюраторами К-43. Системы, обеспечивавшие работу двигателя, были аналогичны системам силовой установки танка Т-70М. Пуск двигателей производился с помощью или двух соединённых параллельно электростартёров СТ-06 мощностью 2 л. с. (1,5 кВт) каждый, или механизма ручной заводки. Два топливных бака общей ёмкостью 440 л находились за броневыми перегородками в изолированном отсеке в левой части кормового отделения корпуса. В правой части кормового отделения размещались вентилятор и радиатор системы охлаждения двигателей. Запас хода танка по шоссе достигал 320 км.

Трансмиссия и ходовая часть были такими же, как на танке Т-70М.

Электрооборудование машины было выполнено по однопроводной схеме. Напряжение бортовой сети составляло 12 В. В качестве источников электроэнергии использовались две аккумуляторные батареи 3-СТЭ-112, соединённые последовательно, с напряжением 6 В и ёмкостью 112 А*ч и генератор ГТ-500С мощностью 380 Вт с реле-регулятором РРК-ГТ-500С. На танке использовалась радиостанция 12РТ, размещённая в башне и танковое переговорное устройство ТПУ.

Недостаточная надёжность работы форсированных двигателей и трудности освоения их производства, а также ухудшение проходимости машины в связи с возросшей массой снижали боевые и технические характеристики танка.