В 1933–1934 годах в КБ ХПЗ под руководством А.О. Фирсова был разработан колесно-гусеничный танк БТ-7, представлявший собой модернизированный танк БТ-5. Опытный образец изготовили к 1 мая 1934 года, а в последнем квартале этого же года началось серийное производство. Всего до конца 1939 года было выпущено 2596 линейных танков и 2017 танков с радиостанцией.
Танк БТ-7 отличался от танка БТ-5 новой конструкцией сварного броневого корпуса, установкой карбюраторного двигателя М-17Т и введением мелкозвенчатой гусеницы. Он был вооружен 45-мм танковой пушкой 20К и спаренным с ней 7,62-мм пулеметом ДТ. Для прицельной стрельбы использовались перископический прицел ПТ-1 и телескопический ТОП. Боекомплект пушки состоял из 172 выстрелов для линейного танка и 132 выстрелов для танка с радиостанцией. Число патронов для пулемета ДТ было уменьшено до 2394. Часть танков БТ-7, начиная с 1936 года, вооружалась 7,62-мм зенитным пулеметом ДТ, смонтированным на турельной установке П-40. На линейных танках выпуска 1937 года в нише башни устанавливался кормовой пулемет ДТ. Для ведения прицельной стрельбы из пушки ночью на дальностях до 2000 м часть танков с апреля 1936 года была оснащена двумя прожекторами, расположенными на маске пушки. В 1938 году установка кормового пулемета и прожекторов была отменена.

Танки БТ-5 в атаке. Маневры Забайкальского военного округа. 1936 год.
Башни танка БТ-5: а) клепаная; б) сварная.
Компоновка танка БТ-5 (продольный разрез):
1 — колонка рулевого механизма, 2 — педаль главного фрикциона, 3 — педаль тормоза, 4 — рычаги управления бортовыми фрикционами, 5 — рычаг переключения передач, 6 — сиденье водителя, 7 — огнетушитель съемный, 8 — огнетушитель стационарный, 9 — смотровой прибор водителя, 10 — укладка снарядов, 11 — рессора переднего колеса, 12 — укладка снарядов на стенке боевого отделения, 13 — укладка пулеметных магазинов на стенке боевого отделения, 14 — сиденье командира, 15 — укладка снарядов в нише башни, 16 — укладка снарядов на стенке башни, 17 — укладка пулеметных магазинов на стенке башни, 18 — гильзоулавливатель с мешком, 19 — подножка с педалями и приводом для спуска, 20 — пушка, 21 — броневой стакан перископического прицела, 22 — колпак вентилятора, 23 — смотровой прибор башни, 24 — отверстие для стрельбы из револьвера, закрытое заслонкой, 25 — двигатель, 26 — подмоторная рама, 27 — вентилятор, 28 — главный фрикцион, 29 — коробка перемены передач, 30 — бортовой фрикцион, 31 — защитная сетка жалюзи, 32 — глушитель, 33 — отверстия во внутренней стенке корпуса для выпуска воздуха, 34 — картер бортовой передачи, 35 — щиток над радиатором.

Компоновка танка БТ-5 (план):
1 — рычаги управления бортовыми фрикционами; 2 — штурвал; 3 — педаль главного фрикциона; 4 — колонка рулевого механизма; 5 — педаль тормоза; 6 — педаль акселератора; 7 — направляющее колесо (ленивец); 8 — переднее управляемое колесо; 9 — рычаг переднего колеса; 10 — крышка ящика для укладки снарядов; 11 — укладка пулеметных магазинов; 12 — укладка снарядов; 13 — радиатор (с левого борта радиатор условно не показан); 14 — бензобак; 15 — масляный бак; 16 — ведущее колесо колесного хода; 17— главный фрикцион; 18 — стартер; 19 — коробка перемены передач; 20 — бортовые фрикционы с тормозами; 21 — картер бортовой передачи; 22 — гитара; 23 — наружный бортовой броневой лист; 24 — внутренняя неброневая стенка корпуса; 25 — двигатель (одна группа цилиндров условно не показана); 26 — рессора переднего колеса; 27 — вертикальная рессора; 28 — средние опорные катки.
С конца 1938 года танк стал вооружаться 45-мм пушкой обр. 1938 года с электроспуском и стабилизированным прицелом ТОП-1 (ТОС). Пушка размещалась в башне, имевшей форму усеченного конуса с кормовой нишей (до сентября 1937 года на танк устанавливалась цилиндрическая башня). Углы наведения спаренной установки по вертикали составляли от -6 до +25°. Боекомплект пушки был увеличен до 188 выстрелов для линейного танка и до 146 выстрелов для танка с радиостанцией. Число патронов к пулеметам осталось неизменным. В связи с длительным периодом обучения в войсках по освоению личным составом особенностей работы с прицелом ТОС при стрельбе с хода, от установки его на танки БТ-7 впоследствии отказались.