В конце 1929 года было решено разработать новый танк, поскольку опытный Т-12 был неудачным вариантом. Несмотря на то, что многие узлы и агрегаты были идентичными у обоих машин, у Т-12 было множество технических проблем, и его запас хода был невысоким при высокой стоимости. На смену ему была предложена новая машина, которая была основана на Т-12, но уменьшена по массе и бронированию, что позволило увеличить ее запас хода и вооружение. Инженерам поручили спроектировать новый корпус, который собрали на Ижорском заводе.
Этот улучшенный танк получил название Т-24. В новом корпусе Т-24 появилось две характерные черты: дополнительные бензобаки разместили в надгусеничных полках, а в передней части корпуса был установлен дополнительный курсовой пулемет, что требовало еще одного человека в экипаже. Внутренние изменения были незначительными. После изготовления опытной партии из 15 танков Т-24 на Государственном Харьковском паровозостроительном заводе (ГХПЗ), первые три машины были собраны к концу июля 1930 года. Один из них был отправлен на полигон в Кубинку, чтобы пройти сравнительные испытания с Т-12. Когда начались испытания, ходовые качества обеих машин оказались примерно равными. Однако через три дня после начала испытаний, на Т-24 установили башню с вооружением, снятую с Т-12, чтобы провести практические стрельбы.
При выезде на мягкий грунт загорелась одна из жидкостей двигателя (скорей всего от перегрузки). Экипаж был вынужден покинуть танк, но механик-водитель Владимиров один смог справиться с огнем, и танк был спасен от полного уничтожения. После ремонта башню вернули на Т-12, а опытный образец Т-24 перевооружили другим орудием.
В сентябре 1930 года завод завершил сборку последних семи Т-24 установочной партии, а в августе была завершена сборка пяти следующих танков. Общий заказ на Т-24 составил 300 единиц, а дальнейшие планы предусматривали увеличение темпа выпуска с 7 машин в месяц в октябре 1930 года до 45 машин к сентябрю 1933 года. Серийный танк Т-24 мало чем отличался от опытных моделей Т-12 и Т-24. Танк Т-24, характеризуясь основными элементами ходовой части, включающими 8 сдвоенных опорных катков на борту с вертикальными пружинными рессорами, передний направляющий и задний ведущий колеса, остался почти неизменным и был унифицирован с тягачом "Коминтерн".
Силовая передача включала дисковый главный фрикцион, планетарную коробку передач, двойной дифференциал в качестве механизма поворота и простые бортовые передачи.
Основная башня танка Т-24 имела цилиндрическую форму, а в крыше малой башни появился люк с откидной крышкой. Лобовая часть корпуса сохранила свое прежнее бронирование (22 мм), а боекомплект орудия был сокращен до 89 выстрелов, а количество пулеметов увеличено до 8000 патронов. Экипаж танка Т-24 был увеличен до 5 человек.
Танк Т-24, который был снабжен более мощным авиамотором М-6 отечественного производства мощностью 300 л.с., был предназначен для улучшения скорости и эффективности в бою. Несмотря на это, максимальная скорость танка снизилась до 22 км/ч. Запас хода танка составлял 120 км, что было достаточно впечатляюще для того времени, особенно при запасе горючего в 460 литров.
К сожалению, производство Т-24 было остановлено к 1931 году, не успев начаться, хотя за короткий период времени было изготовлено 28 шасси, 25 бронекорпусов и 26 башен, из которых было собрано 25 "полноценных" танков.
Это связано с несколькими причинами, включая "поражение" начальника УММ РККА, который вернулся из загранкомандировки в 1930 году, и был поражен "вражескими" технологиями, в частности, легкими танками Vickers Mk.E и Christie M1930.
Немалую роль сыграл также средний танк ТГ, разработанный в СССР при участии немецкого конструктора Э. Гроттэ, который обладал более сильной бронезащитой и вооружением, чем другие танки, что делало его опасным для любого танка противника.
В результате, было принято решение отказаться от строительства Т-24 отечественной разработки. Танки Т-24, принятые РККА, оказались не такими уж необходимыми, как ожидалось. До 1932 года они оставались некомплектными, так как не были готовы 45-мм пушки для них. Когда наступил момент полного оснащения средних танков, оказалось, что легкие танки БТ-2 и Т-26 с 37-мм пушками могут легко выполнять большинство задач, которые ранее возлагались на Т-24. Это создало некоторые проблемы для Т-24 и его продукции, поскольку машины этих моделей оказались более эффективными в своих возможностях. Кроме того, на испытания поступил намного более мощный средний танк Т-28, который также мог легко конкурировать с Т-24.
В итоге, официального распоряжения о принятии на вооружение танков Т-24 так и не последовало. Однако, из 24 машин, 18 были направлены в Харьковский Военный Округ (ХВО), где планировалось использовать их как "танки усиления". Однако на практике Т-24 были отданы учебному танковому подразделению, что только подчеркнуло непопулярность этой модели. Еще один танк был оставлен в Московском Военном Округе и числился за ВАММ РККА им. Сталина, тогда как пять машин находились в распоряжении танко-артиллерийских полигонов.
Таким образом, Т-24 не получил широкого распространения, несмотря на его потенциальные возможности и сравнительную мощность для своего времени.
В 1938 году, в РККА приняли окончательное решение о снятии с эксплуатации средних танков Т-24 в связи с необходимостью упорядочения имеющегося имущества. Техническое состояние большинства машин было плачевным, так как они находились не на ходу из-за поломок двигателей, трансмиссии и ходовой части, а также были частично разоружены и разбронированы.
Поэтому 22 сохранившихся танка решили отправить на склады. Однако 2 марта 1938 года нарком вооружений вынес приказ о передаче тех же 22 танков в приграничные укрперайоны. В соответствии с этим распоряжением, Белорусский ВО должен был получить 10 танков, а в Киевский ВО передавалось 12 танков. Но эти танки не оставались бездействовать - они должны были быть превращены в БОТы - бронированные огневые точки, как это было сделано с Т-18. С поступивших танков полностью снимали практически все узлы и агрегаты ходовой части, оставляли только опорные катки для буксировки.
Двигатели и пулеметные башни со старым вооружением также удалялись. Вместо них в основной башне устанавливалась 76,2-мм пушка и 7,62-мм пулемет в шаровой установке справа от него. Однако этот процесс занял много времени, и на немецких фотографиях, сделанных летом 1941 года, отчетливо видны перевооруженные БОТ Т-24, которые даже не успели закопать в землю. Информация о боевом применении остальных БОТов не сохранилась, но есть данные о том, что к 1941 году остался только один комплектный танк Т-24 в распоряжении полигона НИБТ.
Таким образом, танк Т-24 был одним из первых советских танков, разработанным в начале 1930-х годов и имевший все перспективы стать основным танком РККА. Однако, из-за ряда технических и конструктивных проблем и появлении более готовых решений этого не случилось. В результате производство было остановлено, и всего было произведено всего 25 машин. Несмотря на все это, история Т-24 не закончилась после его выведения из эксплуатации в 1938 году. Оставшиеся машины были превращены в бронированные огневые точки (БОТ) и использовались в качестве таковых в начале войны. Таким образом, история танка Т-24 демонстрирует, какой может быть путь неудачной разработки танка, который тем не менее нашел свое применение в более специализированных ролях на поле боя.