Т-126СП стал одним из наиболее показательных проектов предвоенного периода, отражавших стремление Красной Армии создать танк сопровождения с противопушечной защитой. Его появление было прямым следствием опыта гражданской войны в Испании и советско-финской кампании, где лёгкие Т-26 оказались уязвимыми даже для малокалиберных противотанковых средств. Изначально задумывавшийся как замена Т-26, он быстро вышел за рамки лёгкого класса и приблизился по характеристикам к среднему танку.
Конструкторы ОКБ-2 завода № 174 в Ленинграде сварили корпус из плит толщиной 45 мм под рациональными углами наклона и впервые на лёгкой машине применили торсионную подвеску. Шесть опорных катков на борт с индивидуальными торсионами обеспечивали плавность хода и проходимость, став предвестником будущих решений советского танкостроения. Но за прочность и компактность пришлось платить: в тесном корпусе экипаж из четырёх человек работал на пределе возможностей, а командир совмещал обязанности наводчика.
Силовая установка включала дизель В-3 мощностью 250 л.с. — «половину» знаменитого В-2 от Т-34. Для 17-тонной машины этого хватало: скорость достигала 35 км/ч, запас хода — до 270 км. В теории унификация с Т-34 упрощала обслуживание, но двигатель был слишком дорогим и сложным для массового производства.
Защита оставалась главным достоинством проекта. Лоб и борта корпуса толщиной 45 мм делали машину фактически неуязвимой для 37-мм PaK 35/36 и большинства пушек калибра 20–37 мм. Даже новые немецкие 50-мм орудия могли поражать его лишь на короткой дистанции. По уровню защищённости Т-126СП стоял в одном ряду с Т-34 и значительно превосходил все лёгкие танки своего времени.
Вооружение, напротив, стало его слабым местом. Основным калибром служила 45-мм пушка 20К с боекомплектом около 150 выстрелов и два пулемёта ДТ. Для 1940 года этого уже было мало: против новых Pz.Kpfw. III и особенно будущих «четвёрок» она не обеспечивала надёжного поражения. Таким образом, танк с защитой среднего класса оказался ограничен по огневой мощи.
Осенью 1940 года два опытных образца прошли государственные испытания. Танк показал устойчивость к огню противотанковых орудий и достаточную надёжность на марше. Но выявились недостатки: тесная компоновка, устаревающее вооружение и высокая стоимость. Более того, серийное производство Т-126СП оказалось бы дороже выпуска Т-34, что сделало проект экономически бессмысленным.
Тем не менее, опыт не пропал. На основе Т-126СП был создан Т-50, унаследовавший бронекорпус с рациональными углами и торсионную подвеску. Но и он оказался слишком дорогим для массовой армии. Ставка была сделана на Т-34 — более универсальный и сбалансированный танк с мощной 76-мм пушкой и возможностью массового выпуска.
История Т-126СП оказалась короткой. Построили всего два экземпляра: один использовали для испытаний, второй сохранился и сегодня экспонируется в музее в Кубинке. Эта машина стала редким «переходным» танком, памятником поискам Красной Армии перед лицом новой войны.