Эта интересная модификация легендарной «тридцатьчетвёрки» была оснащена автоматическим поршневым пороховым огнемётом АТО-41, или усовершенствованным АТО-42, расположенным на месте пулемёта стрелка-радиста. Кстати, это уменьшило экипаж танка на одного человека, тем более что курсовой пулемёт всё равно был менее эффективен, чем спаренный с пушкой.
Внешне ОТ-34 мало отличался по силуэту от массового Т-34, что вводило немцев в заблуждение и они подпускали его на дистанцию применения огнемёта, в надежде угостить его фаустпатроном. В зависимости от огнесмеси, дальность поражения из танкового огнемёта достигала от 60 до 130 метров.
Огнемёт был эффективен против живой силы противника, в том числе и в траншеях, но особенно он был полезен при штурме вражеских укреплений, так как огнесмесь проникала в амбразуры, выжигая всё внутри.
ОТ-34 мог сражаться и с вражескими танками, используя орудие аналогичное установленному на Т-34, а на близкой дистанции был способен просто сжечь вражеский танк.
Всего было выпущено с 1940 года 1170 ОТ-34. Из них формировали отдельные батальоны огнемётных танков, которые придавались стрелковым частям на время штурма ими укреплённых городов или мощных оборонительных линий противника. Особенно они отличились, в частности, во время сталинградской битвы.
Но были и свои особенности при их эксплуатации. Кроме организации снабжения и заправки огнесмесью, надо было обеспечить дополнительную защиту экипажа. Для чего танкистов, воевавших на этих машинах, снабжали специальными огнезащитными костюмами. И это тоже было, наряду с тактикой применения, причиной того, что формировались отдельные батальоны, полки и бригады огнемётных танков, в которые входили также огнемётные варианты тяжёлых танков КВ-8 и КВ-8С. Позже появился и огнемётный вариант модернизированного Т-34-85 (ОТ-34-85). Но всех этих танков было выпущено значительно меньше, чем ОТ-34.
У немцев огнемётных танков было значительно меньше и самыми массовыми из них были: Flammpanzer II, созданный на базе лёгкого танка T-II (155 штук) и Flammpanzer III - на базе среднего T-III (100 штук). Особенно активно Flammpanzer II применялись при штурме «Линии Сталина» на старой советской границе.