Опытный образец танка Т-35 был изготовлен в 1931 году в двух экземплярах, незначительно отличавшихся друг от друга (иногда обозначаются как Т-35-1 и Т-35-2). Масса танка составляла 42 т, броня — 30—40 мм, вооружение включало одну 76-мм и две 37-мм пушки (на Т-35-1 вместо 76-мм пушки стоял макет), а также три пулемета; экипаж — 10—11 человек. Длина 9,72 м. Ширина 3,20 м. Высота 3,43 м. Запас хода по шоссе 150 км. Двигатель М-17 мощностью 500 л. с. позволял танку развивать максимальную скорость 28 км/ч. Удельное давление на грунт не превышало 0,7 кг/см2. Опорные катки были сгруппированы попарно в три тележки на борт. Верх главной башни — округлой формы.

По результатам испытаний первых двух образцов, было решено улучшить конструкцию машины и усилить вооружение. Доработку и серийное изготовление Т-35 поручили Харьковскому паровозостроительному заводу имени Коминтерна. Работа по улучшению танка начата в 1932 году под руководством Н. В. Цейца, 11 августа 1933 года Т-35 принят на вооружение и с 1934 начал поступать в армию. В 1933 году были выпущены 2 серийных образца, а в 1934 приступили к мелкосерийному производству. Выпуск по годам: 1933 — 2, 1934 — 10, 1935 — 7, 1936 — 15, 1937 — 10, 1938 — 11 и 1939 — 6. Всего за период 1933—1939 гг. выпущена 61 серийная машина и 2 прототипа.

Танк Т-35 — пятибашенный, с двухъярусным расположением вооружения. В трех башнях находились пушки и пулеметы, в двух — по одному пулемету. Корпус танка сварной и частично клепаный, из броневых листов толщиной 20 и 30 мм.

76,2-мм пушка ПС-3 образца 1927— 1932 годов, представлявшая собой танковый вариант полковой пушки образца 1927 года, устанавливалась в главной башне и имела круговой сектор обстрела. Длина ее ствола — 16,5 калибра, начальная скорость снаряда — 381 м/с. Прицельные приспособления — танковый перископ образца 1932 года и телескопический прицел образца 1930 года.

Две 45-мм пушки образца 1932 года, обеспечивающие начальную скорость бронебойного снаряда 760 м/с, размещались в двух башнях, расположенных по диагонали. Пушки были закреплены в подвижных бронировках на цапфах, а пулеметы — в шаровых установках, отдельно от пушки. Боекомплект: 96 выстрелов к 76-мм пушке, 220 — к 45-мм пушкам и 10 тыс. патронов к пулеметам.

В главной — верхней — башне, унифицированной с башней танка Т-28, находились три члена экипажа: командир танка (он же наводчик), пулеметчик и сзади — радист (он же заряжающий). В двух башнях с 45-мм пушками размещаются по два члена экипажа—наводчик и пулеметчик: в пулеметных башнях — по одному стрелку. Главная башня отгораживалась от остальной части боевого отделения перегородкой. Передние и задние башни попарно сообщались между собой.

Карбюраторный двенадцатицилиндровый V-образный двигатель М-17 жидкостного охлаждения, установленный в задней части корпуса, развивал мощность 500 л. с. при 1450 об/мин и позволял танку двигаться с максимальной скоростью 30 км/ч, а на местности — порядка 12 км/ч. Топливные баки емкостью 910 л обеспечивали запас хода по шоссе до 150 км. Двигатель соединялся через главный фрикцион с механической пятискоростной коробкой передач. В качестве механизма поворота использовались бортовые фрикционы с ленточными тормозами.

Гусеничный движитель состоял из восьми (на каждую сторону) обрезиненных опорных катков малого диаметра, шести поддерживающих катков с резиновыми шинами, направляющих колес с винтовым механизмом натяжения гусениц, ведущих колес (задних) со съемными зубчатыми венцами и мелкозвенчатых гусеничных цепей со скелетообразными траками и открытым шарниром. Траки соединялись пальцами, стопорящимися с помощью шплинтов. Между направляющими колесами и передними опорными катками были установлены натяжные ролики, предотвращавшие прогибы передних ветвей гусениц при преодолении вертикальных препятствий.

Подвеска — блокированная, по два катка в тележке; подрессоривание — двумя спиральными пружинами. Ходовая часть закрыта 10-мм броневыми экранами. Танк преодолевал подъемы крутизной до 36°, рвы шириной до 4 м, вертикальные стенки высотой 1,2 м, брод глубиной 1,2 м. Удельное давление на грунт составляло 0,78 кг/см2. В то же время большое значение отношения длины танка к его ширине (больше 3) неблагоприятно сказывалось на его маневренности.

На танке имелась радиостанция 71-ТК-1 с поручневой антенной вокруг главной башни, телефонное переговорное устройство на семь абонентов и система дымопуска. Электрооборудование было выполнено по однопроводной схеме, напряжение сети — 12В.

Танк Т-35 выпускался несколькими мелкими сериями. В процессе производства в его конструкцию неоднократно вносились изменения. В 1937 году увеличили толщину брони верхнего и нижнего лобовых и бортовых листов, кормы и башен с 20 до 23 мм; мощность двигателя повысили до 580 л. с., масса танка возросла до 52 т, а затем до 55 т. Число членов экипажа колебалось от 11 до 9 человек. Последняя партия из шести машин, выпущенных в 1938—1939 годах, имела башни конической формы, измененную конструкцию бортовых экранов, улучшенные уплотнения корпуса. Были также усилены элементы подвески и заменены пушки.