На основании этой оценки Халепский поручил провести эскизное проектирование 16-тонного танка факультету моторизации и механизации Военно-технической академии им. Ф. Дзержинского и одновременно созданному 28 января 1931 года танко-тракторному конструкторскому бюро ВОАО под руководством Гинзбурга.
Прототип танка Т-28 на заводских испытаниях. Июль 1932 года. Хорошо видно, что в главной башне установлена 37-мм пушка Б-3.
Прототип Т-28.
В июле 1931 года оба проекта были готовы. Вариант «дзержинцев» в отличие от «Виккерса» имел более мощный двигатель (предполагалось установить М-5) и ходовую часть с тремя тележками от танка Т-26, что, по мнению проектировщиков, должно было облегчить серийное производство. КБ ВОАО представило проект танка под индексом Т-28. Его основными разработчиками стали начальник КБ С. Гинзбург, заместитель начальника В. Заславский и инженеры-конструкторы О. Иванов и А. Гаккель. В пояснительной записке к Т-28 говорилось: «В основу проекта положены следующие тактико-технические требования:
1. Спроектировать танк среднего веса—16 000 кг — с большим радиусом действия для мехсоединений.
2. Положить в основу конструкции 16-тонного танка опыт испытания танков в ТЕКО и отечественный опыт танкостроения.
3. В основу общего расположения агрегатов положена конструкция 16-тонного танка „Виккерс“.
Исходя из расчётов, в танке предполагается установить мотор М-5 в 400 л.с. с теми же доделками, что и для БТ, коробку скоростей по типу Т-26 и бортовые фрикционы конструкции Кристи. Движитель по компоновке типа 16-тонного „Виккерса“, гусеничная цепь по типу Т-26 с шириной, доведённой до 380 мм. Нижняя подвеска спроектирована в основном по типу танка фирмы „Крупп“ в ТЕКО и состоит из следующих частей: гусеничной рамы (коробки), приклёпанной к бортовой броне корпуса со съёмной стенкой, открывающейся в виде трёх дверец. Внутри этой коробки монтируются вся нижняя подвеска и ящик для запасных частей объёмом в 1/4 м3 (на борт).
Начальник СКБ-2 в 1934–1937 годах главный конструктор Т-28 О. М. Иванов (третий справа в первом ряду) в группе выпускников Ленинградского машиностроительного института. 29 апреля 1934 года.
Система подвески спроектирована в виде 2-х тележек на каждую сторону. Каждая тележка имеет по три свечи с двумя парами катков, связанных между собой двумя парами балансиров.
Корпус — вертикальная броня 16–17 мм, листы носа 20 мм, крыша 10 мм, дно 8 мм. Большая башня проектируется со спаренной установкой 45 мм пушки и пулемёта ДТ, по типу установленной на танке БТ с механическим приводом вращения и перископическим прицелом. Параллельно разрабатывается башня с комбинированным механизмом вращения — механико-электрическим. Конструкция малых башен по типу танка Т-26 с пулемётами ДТ».
После рассмотрения обоих вариантов руководство Управления моторизации и механизации 28 сентября 1931 года заключило с ВОАО договор на «Разработку проекта, изготовление рабочих чертежей и постройку двух опытных образцов 16-ти тонного танка Т-28 с различными типами подвески». Общая стоимость заказа составила 300 000 рублей, срок изготовления образцов — к 1 мая 1932 года.
В ходе работы над опытным образцом в его конструкцию внесли ряд изменений: вместо двигателя М-5 был установлен более мощный М-17, а из-за отсутствия 45-мм орудия в главной башне смонтировали 37-мм пушку ПС-2. Кроме того, машину выполнили из обычной (неброневой) стали. Первый испытательный пробег по двору завода «Большевик» Т-28 совершил 29 мая 1932 года. Сразу же выяснилось, что новая машина имеет множество недостатков и недоделок — их приходилось устранять в ходе испытаний. Поэтому в течение июня Т-28 прошёл всего 62 километра.
Руководство страны и армии проявляли к новому танку большой интерес: 11 июля 1932 года Т-28 был продемонстрирован командному составу Управления моторизации и механизации РККА, а 28 июля — партийному руководству Ленинграда во главе с первым секретарём горкома членом политбюро ЦК ВКП(б) С. М. Кировым. В целом новый танк произвёл благоприятное впечатление. Правда, военные потребовали установить на втором опытном образце дизельный двигатель ПГЕ, разрабатываемый в Опытно-конструкторском механическом отделе (ОКМО) завода им. Ворошилова, и новую башню с 76-мм орудием ПС-3 конструкции П. Сячентова.
Прототипы тяжёлого танка Т-35 и среднего Т-28 во время испытаний. Июль 1932 года.
В августе — сентябре 1932 года конструкторы ОКМО под руководством О. Иванова, учитывая результаты испытаний и требования военных, коренным образом переработали чертежи Т-28. В результате получилась фактически другая машина: изменились подвеска и трансмиссия, конструкция башен и корпуса, было усилено вооружение. Не дожидаясь изготовления опытного образца, в конце октября 1932 года Совет труда и обороны СССР принял решение об организации серийного производства танков Т-28 на заводе «Красный путиловец» в Ленинграде.
За успешную разработку танка Т-28 решением Комитета обороны СССР от 14 ноября 1932 года высшей награды СССР — ордена Ленина — удостоили начальника ОКМО Н. В. Баранова, технического руководителя конструкторского бюро ОКМО О. М. Иванова, начальника конструкторского бюро ОКМО С. А. Гинзбурга и бригадира сборочного цеха ОКМО, руководившего сборкой опытного образца Т-28, И. И. Иванова. Кроме того, пять рабочих и мастеров были награждены орденами Трудового Красного знамени и ещё восемь — почётными грамотами ВЦИКа.
Завод «Красный путиловец» выбрали для организации серийного производства танков Т-28 — очень сложной по тому времени машины — не случайно. Это было одно из наиболее мощных машиностроительных предприятий Советского Союза, имевшее неплохую производственную базу и богатый опыт в изготовлении артиллерийских орудий, тракторов, паровозов, турбин, подъёмных кранов и т. п. А с осени 1931 года завод серийно производил детали для танков Т-26: каретки нижней подвески, ведущие колёса, бортовые редукторы, элементы коробки передач.
Впервые группа инженеров с «Красного путиловца» — Титов, Ходин, Доброхотов, Четвериков и Белов — ознакомилась с чертежами Т-28 в КБ ОКМО 30 октября 1932 года, а через месяц вся документация поступила на завод.
Один из первых серийных танков Т-28 на параде на площади Урицкого. Ленинград, 1 мая 1933 года.
Под серийное производство Т-28 был отведён механический цех № 2 (МХ-2), до этого выпускавший в небольших количествах драги, паровозы и подъёмные краны. Оборудование цеха было старым и не приспособленным для поточного изготовления деталей танков, требовавшего высокой культуры производства. Поэтому заводу пришлось задействовать законсервированные станки ещё времён Первой мировой войны — их модернизировали и запустили в работу. Кроме того, по распоряжению Кирова станки были доставлены с других предприятий Ленинграда. Эти меры, а главное, большой производственный опыт рабочих и мастеров цеха, позволили к концу апреля 1933 года собрать первые 12 танков Т-28. Десять из них прошли на первомайском параде в Москве, а два — в Ленинграде. После парадов машины вернули на завод для доделок и устранения выявленных недостатков.
Освоение производства Т-28 шло с большими трудностями. Первая партия из 14 танков была окончательно готова только к 1 октября, а к концу декабря при годовом плане в 90 единиц с большими трудностями сдали только 41 машину.
Для исправления положения в ноябре 1933 года под руководством инженеров И. Орленко и Э. Майдельмана была начата реконструкция цеха. На его базе предполагалось создать специальный танковый цех, способный выпускать до 150 Т-28 в год. Для этого было организовано восемь специальных монтажных мест для сборки танков, заказаны за границей необходимые станки и оборудование, а из тракторного цеха переведён ряд квалифицированных инженеров и мастеров.
В конце 1933 года из числа конструкторов паровозного отдела и отдела общего машиностроения (всего 27 человек) организуется специальное танковое конструкторское бюро — СКБ-2. Его возглавил 39-летний Олимпий Митрофанович Иванов, который в КБ ОКМО был ведущим инженером при разработке танка Т-28. Сначала СКБ-2 подчинялось непосредственно начальнику цеха МХ-2 и лишь с 1935 года перешло в подчинение главному инженеру завода.
Однако специалистов-танкостроителей на заводе по-прежнему не хватало, и дирекция обратилась к наркому тяжёлого машиностроения С. Орджоникидзе с просьбой выделить подготовленных людей. В результате осенью 1934 года в СКБ-2 прибыла группа выпускников Военной академии моторизации и механизации РККА им. Сталина и Ленинградского политехнического института, всего 14 человек. Некоторые из них — А. Ермолаев, Л. Сычёв, Н. Халкиопов — впоследствии стали известными конструкторами.