Танк Т-38 был разработан в 1935 году на заводе № 37 под руководством Н. А. Астрова с учетом характеристик предшествующих танков Т-37А и отличался от них в основном размерами и компоновкой. Машина была принята на вооружение РККА постановлением СТО СССР 29 февраля 1936 года и находилась в серийном производстве в 1936, 1937 и 1939 годах на заводах № 37 и ГАЗ. Фактически танк являлся модернизированным образцом танка Т-37А.

Танк имел частично сварной, частично клепаный корпус. Дополнительных поплавков, как на Т-37А, не было. Башня цилиндрической формы была смещена к левому борту. Пулемет ДТ (боекомплект 1512 патронов) устанавливался в шаровой установке. Командир танка размещался слева на сиденье мотоциклетного типа, регулируемом по высоте, механик-водитель — справа. Двигатель ГАЗ-АА был установлен сзади вдоль оси танка. Трансмиссия состояла из сцепления, четырехскоростной коробки передач, карданного вала, главной передачи, бортовых фрикционов с тормозами и бортовых передач.

К коробке передач крепился редуктор отбора мощности на трехлопастный гребной винт левого вращения. Поворот танка при движении на плаву осуществлялся при помощи руля. Ходовая часть танка применительно к каждому борту состояла из двух тележек опорных катков. Подвеска — блокированная, на пружинных рессорах. Ведущее колесо — переднего расположения. В целом ходовая часть была подобна танку Т-37А. По своим основным показателям танк Т-38 был вообще близок к танку Т-37, однако замена дифференциала бортовыми фрикционами и отбор мощности на гребной винт через специальный редуктор существенно повысили маневренные качества танка.

В опытном порядке был построен танк Т-38М1 с подвеской легкого полубронированного тягача «Комсомолец». А вот вариант Т-38М2 с двигателем ГАЗ-М1 мощностью 50 л. с. производился серийно. С целью усиления вооружения танка на него пытались установить 20-мм автоматическую пушку ТНШ-20. Однако стандартная башня оказалась слишком тесной для этой артсистемы. На базе агрегатов Т-37 и Т-38 были построены также два образца самоходных артустановок с 45-мм пушками.

В 1936 и 1937 годах на заводе № 37 было выпущено 1228 танков; затем последовал годичный перерыв, а в 1939 году из стен завода вышли еще 112 машин. Однако еще до завода имени Орджоникидзе Т-38 начал выпускать ГАЗ — в 1935 году он изготовил 36 танков этого типа. Последнее обстоятельство, по-видимому, и подтолкнуло горьковчан на создание своей амфибии — «в пику» Т-38.

Эта идея воплотилась в танке ТМ («Танк Молотова»), созданного на базе Т-37. Танк был намного длиннее: вместо двух тележек опорных катков установили три. Наиболее же важной его особенностью было наличие двух двигателей ГАЗ-М1, установленных параллельно. Поскольку ТМ не имел никаких существенных преимуществ перед Т-38, то серийно его не выпускали.

Малые танки Т-38 поступали на укомплектование разведывательных подразделений и состояли в штате механизированного корпуса (67 машин), механизированного полка (30 машин), танковых батальонов стрелковых дивизий и разведрот отдельных танковых бригад. Машины применялись в боевых действиях во время похода в Западную Украину и Белоруссию, в период войны с Финляндией и в начальный период Великой Отечественной войны.

Т-38-и Т-37 применялись для проведения различных экспериментов, среди которых наиболее интересные — это подвеска танков под бомбардировщиком ТБ-3 и десантирование их посадочным способом. Кроме того, на Медвежьих озерах под Москвой был осуществлен сброс танка Т-37А с ТБ-3 на воду. Танк, удачно приводнившийся, затонул из-за незагерметизированных смотровых щелей.