В небольшую башню от Т-60 с диаметром погона всего 900 мм требовалось установить 45-миллиметровую пушку, спаренный с ней пулемет и прицел, а также оставить достаточно места для командира танка, выполнявшего еще роль наводчика и заряжающего. Это оказалось невозможным. Новая башня с погоном в 966 мм требовала существенной доработки всей конструкции танка, прежде всего — увеличения мощности силовой установки. Возглавил конструкторские работы Николай Астров. На Горьковском автозаводе имени Молотова машина имела внутренний индекс ГАЗ-70. Силовой агрегат изготовили из двух двигателей ГАЗ-11 (модель 202), спаренных в продольной плоскости. Получившийся тандем именовался ГАЗ-203. В качестве коробки была взята КПП от ЗИС-5. Удлиненная силовая установка явилась причиной увеличения корпуса танка. Исчезла рубка механика-водителя. Ее место занял наклонный лист с массивным люком и смотровым прибором. Такая конструкция оказалась более стойкой к вражеским снарядам.
Количество опорных катков увеличилось до пяти на борт. Применялись усиленные по сравнению с Т-60 торсионы. 14 февраля 1942 г. был готов опытный образец Т-70. Он радикально отличался от предшественника, представляя собой новую модель танка. В феврале — марте 1942 г. испытания прототипа выявили его существенное превосходство над Т-60. Толщина центрального лобового листа опытного танка составляла 45 мм, а верхнего лобового листа — 35 мм. Заметно улучшилась проходимость. 6 марта 1942 г. вышло постановление Государственного комитета обороны № 1394 «Об организации производства танков Т-70 на Горьковском автозаводе имени Молотова Hаркомсредмаша». В марте были собраны три танка, два из них — без башен, массовый выпуск начался в апреле.
Вермахт вооружался противотанковыми средствами для борьбы с Т-34. В равнинных местностях юга России эти орудия поражали «семидесятки» издали практически под любым ракурсом. Эффективность использования оружия в Т-70 заметно страдала из-за совмещения командиром функций наводчика и заряжающего. В отличие от Т-60, где скорострельность авиапушки обеспечивалась автоматикой, командир Т-70 вручную заряжал орудие унитарными выстрелами, а при ведении огня осколочными снарядами еще и извлекал гильзу после открытия затвора. Первые «семидесятки» новой серии были выпущены в первой декаде октября 1942 г. на Горьковском автомобильном заводе, а с ноября на ту же модель перешли на заводе № 38 в Кирове. Всего из заводских ворот вышло более 8000 экземпляров Т-70 обеих модификаций, он является самым массовым советским легким танком из числа собранных в военные годы. Т-70 был сложнее и дороже в производстве, чем предшественник, поэтому предпринимались попытки создать машину, максимально унифицированную с Т-60. На заводе № 37 испытывался легкий танк Т-45. В одноместной башне устанавливались 45-миллиметровая танковая пушка образца 1938 г. и спаренный с ней пулемет ДТ.
В экспериментальном порядке на Т-60 ставилась 37-миллиметровая пушка ЗИС-19, к ней подходили боеприпасы от зенитного орудия того же калибра. Оба танка выглядели устаревшими по сравнению с Т-70 и не имели перспектив. До января 1943 г. включительно продолжался выпуск и Т-60 из старого задела. Разработанный на ГАЗе конструкторами под руководством Николая Астрова трехместный легкий танк был освоен в 1943 г. в Мытищах на заводе № 40, однако войска получили всего около 60 экземпляров этой машины под маркой Т-80. К концу года был прекращен выпуск всех легких танков с автомобильными двигателями. На шасси, аналогичном Т-70, производилась массовая самоходная установка СУ-76/СУ-76М, до конца войны их было поставлено свыше 14 000 единиц. Благодаря компоновке с топливными баками в корме и использованием в качестве топлива бензина подбитые танки Т-70 реже уничтожались пожаром. Боекомплект не отличался склонностью к детонации. По результатам Курской битвы, процент возврата в строй поврежденных снарядами противника «семидесяток» был примерно в полтора раза выше, чем у Т-34.
В 1944–1945 гг. вермахт и армии стран антигитлеровской коалиции перевооружились преимущественно средней и тяжелой бронетехникой, роль легких танков снизилась. «Семидесятки» оставались в СССР на вооружении до 1946 г., когда было принято решение списывать машины с выработанным ресурсом. К настоящему времени сохранилось много экземпляров этого танка, преимущественно в виде памятников на постаментах, в Бронетанковом музее в Кубинке Т-70 пребывает в ходовом состоянии.