К изготовлению первых шести пробных машин планировалось приступить 15 июня с таким расчётом, чтобы закончить их к 1 ноября. Но к указанному сроку были выпущены всего три машины, которые и были показаны на параде в Харькове (а не в Москве, как это ошибочно писалось раньше) 7 ноября 1931 года. Причём все эти танки имели корпуса и башни из обычной стали. (Всего изготовили 13 таких корпусов и 66 башен, так как завод не сумел сразу освоить их производство из брони. В последующем их заменили на броневые.) Планом на 1931 год предусматривался выпуск 50 БТ-2, но реально построили только три вышеупомянутых машины, которые к тому же не были приняты военной приёмкой.
При освоении серийного производства на заводе столкнулись со значительными трудностями. Прежде всего имевшаяся производственная база не была рассчитана на изготовление столь большого количества танков, а ввод в строй новых цехов задерживался из-за отсутствия не только необходимого оборудования, которое в основном закупалось за границей, но и стройматериалов. Целый ряд трудностей возник и по другим причинам. Так, для установки на танки предназначались отработавшие лётный ресурс авиамоторы М-5. Однако необходимого количества двигателей не было (мотор М-5 к тому времени уже сняли с производства), состояние же имевшихся оставляло желать лучшего. Чтобы хоть как-то выйти из положения, в США закупили партию авиамоторов «Либерти» (копией которого являлся М-5), также отработавших лётный ресурс. При этом состояние отлетавших американских двигателей было значительно лучше отечественных: после переборки на заводе «Красный Октябрь» в Ленинграде они могли устанавливаться в танки.
Танк Кристи во время испытаний на НИБТполигоне в Кубинке. 1931 год.
Первый БТ-2 на испытаниях. Зима 1933 года.
БТ-2.
БТ-2 с пушечным вооружением. Манёвры мехбригады имени К. Б. Калиновского. 1933 год.
Ещё в августе 1931 года был поднят вопрос о замене двигателей М-5 на М-17, которые находились в серийном производстве. Но эти планы встретили отпор со стороны Начвоенвоздухосил РККА Я. И. Алксниса. По его мнению, в 1932 году только для установки на новые самолёты требовалось (не считая запасных) 3000 моторов М-17, а промышленность могла дать их всего 2000.
Что касается качества сборки, то его наглядно демонстрирует «Доклад о ходе работ на ХПЗ за I квартал 1932 г.»: «Собранные и отправленные в распоряжение УММ РККА 6 машин не приняты ни военной приёмкой УММ, ни техконтролем завода. Эти машины не могут быть боевыми и даже не могут быть использованы как учебные вследствие низкого качества сборки. В результате, за 6 месяцев работы (серийное производство) собрано 6 негодных машин». Ситуация не слишком улучшилась и в дальнейшем. В сентябре 1932 года из 35 БТ-2, имевшихся в 5-м танковом батальоне мехбригады имени К. Б. Калиновского, 27 постоянно находилось в среднем и мелком ремонте.
Возникли трудности и с опорными катками. Низкое качество резины приводило к разрушению грузошин по вентиляционным отверстиям и отрыву их от стального бандажа. Вместе с тем грузошины «Оригинала I» прошли по шоссе свыше 1000 км без каких-либо дефектов. Кроме того, завод не сумел сразу освоить производство штампованных дисков и на танки ставились литые спицованные катки, что утяжеляло машину на 800 кг. Первые диски были отштампованы только в конце 1932 года.
В силу этих причин план производства на 1932 год, предусматривавший изготовление 600 танков БТ, был сорван. Завод смог предъявить к сдаче только 434 машины, из которых военной приёмкой были приняты 396, причём большая часть без вооружения.
БТ-2 с пушечно-пулемётным вооружением.
БТ-2 без пушек перед парадом на площади Урицкого в Ленинграде. 1 мая 1935 года.
Вооружение танка вылилось в самостоятельную проблему. Для БТ-2 предполагалось использовать 37-мм танковую пушку Б-3 (5К) в спаренной установке с пулемётом ДТ. Партия Б-3 в количестве 350 штук была запущена в производство в 1931 году на заводе № 8 в Мытищах. Скоро выяснилось, что ГАУ не справилось с изготовлением опытных образцов спаренной установки и вследствие этого отказалось от постановки её на производство. Это привело к тому, что в I квартале 1932 года пришлось вносить изменения в чертежи башни, а первые 60 башен, изготовленные Ижорским заводом, приспособили под отдельную установку пушки, поскольку в них оказалось технически невозможно вырезать отверстие под шаровую установку ДТ. В таком виде башни вместе с танками поступили в войска. Большой танковой программой 1932 года предполагалось, что первые 350 БТ-2 будут вооружены 37-мм пушкой Б-3 и пулемётом ДТ в раздельных установках, а остальные машины — 45-мм пушкой 20К, опытный образец которой прошёл испытания во II квартале 1932 года и был принят к производству на заводе № 8. Под эту пушку, спаренную с пулемётом ДТ, для танков Т-26 и БТ-2 были спроектированы новые башни большего размера. Испытания стрельбой показали полную её надёжность. Производство башен под 45-мм пушку началось в конце 1932 года на двух заводах — Ижорском и Мариупольском. Первый выпускал башни усовершенствованного типа (с большой нишей), а Мариупольский первые 230 башен изготовил по первому варианту (с малой нишей). Однако на танках БТ-2 ни та, ни другая башни не использовались.
В 1932–1933 годах изготовили 610 танков БТ-2, из которых 350 не имели пушек. Вооружить их штатной пушкой Б-3 не представлялось возможным, так как завод № 8 выпускал её без разработанного техпроцесса, кустарным (!) способом. Заказ на 350 пушек так и не был выполнен полностью.
В начале 1933 года предприняли попытку установить 45-мм пушку 20К в штатную башню БТ-2. Этот проект разработал конструктор Родионов. В кормовой части башни был сделан вырез для снарядного ящика с противовесом из стальных листов массой 80 кг для уравновешивания башни. Пушка, установленная в новой маске, была выдвинута вперёд по отношению к оси башни на 460 мм и, в свою очередь, уравновешена двумя пружинами. Передняя часть люльки и откатывающаяся часть ствола на длине 300 мм имели броневое прикрытие. Сиденья и ножной спуск были взяты от 45-мм пушки без изменений. Испытания, проведённые в мае 1933 года на полигоне завода № 8, выявили ряд недостатков. Разместить двух членов экипажа в башне оказалось чрезвычайно трудно, причём в случае срыва откатных масс пушки ствол задевал наводчика за правое плечо. Очень неудобно было пользоваться прицелами. Ствол пушки сильно выходил за габариты танка, особенно значительно при развороте башни на 90 градусов. В результате установку признали сложной в изготовлении и дорогой, и в серию она не пошла.
Пулемётный БТ-2. Киевские манёвры. 1935 год.
Ещё один вариант вооружения танков БТ-2 — установка 7,62-мм спаренного пулемёта Дегтярёва ДА-2 — испытывался в июне — июле 1933 года и был рекомендован для вооружения танков БТ, причём монтаж производился силами воинских частей.
Таким образом, танков БТ-2 с пулемётным вооружением (именуемых в иностранных и некоторых отечественных изданиях как БТ-1, что не соответствует действительности) было изготовлено больше, чем пушечных.
Необходимо отметить, что уже в то время делались попытки кардинально усилить вооружение лёгких танков вообще и БТ в частности. Так, 6 июня 1931 года И. А. Халепский утвердил задание на проектирование колёсно-гусеничного танка по типу Кристи, который при массе в пределах 14 т, бронировании 13–20 мм и скорости не ниже 40 км/ч на гусеницах и 70 км/ч на колёсах должен был вооружаться 37- и 76-мм пушками и двумя пулемётами. Причём одну пушку и один пулемёт предполагалось установить во вращающейся башне, а остальные — в корпусе. Экипаж машины — не менее 3 человек. Согласно этим требованиям Опытно-конструкторское и испытательное КБ УММ РККА, руководимое Н. И. Дыренковым, разработало проект и построило в натуральную величину макет танка Д-38. 18 ноября 1931 года проект был рассмотрен комиссией УММ РККА, которая нашла его неудовлетворительным.
В следующем году, используя опыт работы над Д-38, КБ Дыренкова изготовило и установило на танк БТ-2 башню увеличенного размера с 76-мм полковой пушкой с укороченной длиной отката (ранее установленную на СУ-1) и пулемётом ДТ в раздельных установках. 25 марта 1932 года машина проходила испытания на артиллерийском полигоне Пролетарской дивизии. Из-за неудачной конструкции артустановки и заедания роликового погона башни при выстрелах этот вариант дальше опытного образца не пошёл.
В 1933 году завод «Красный путиловец» спроектировал цилиндрическую башню с 76-мм пушкой, единую для танков Т-26 и БТ, но и она была отвергнута УММ РККА из-за ряда недостатков.
Годом раньше не прошёл проект установки на БТ-2 76-мм динамореактивной пушки (ДРП), предложенный Л. В. Курчевским.
Усилением вооружения БТ-2 занималось и Автотанковое бюро (АТБ) ЭКУ ОГПУ. В 1932 году оно рассматривало вопрос изготовления штампованных «грибообразных» (то есть сферических) башен под 76-мм орудие для Т-26 и БТ-2. По техзаданию надо было отштамповать башни из 11-мм брони. Но мощность прессов оказалась недостаточной, и после изготовления в начале 1933 года грибообразной башни из 6-мм брони дальнейшие работы прекратили. 26 октября того же года УММ РККА заключило с этим КБ договор на разработку и изготовление танка БТ с мелкозвенчатой гусеницей и 76-мм пушкой. Эта работа проводилась в 1933–1934 годах на заводе «Красный пролетарий» в Москве, куда УММ передало танк БТ-2. В октябре 1934 года модернизацию машины закончили. Танк получил новую башню с 76-мм орудием и пулемётом ДТ, для установки которой пришлось переделать верх корпуса и укладку снарядов. Трансмиссия, ведущие колёса и ленивцы были переконструированы под мелкозвенчатую гусеницу (по типу танка ПТ-1). Но вскоре в связи с ликвидацией АТБ все проводимые им работы в области танкостроения передали заводу Опытного машиностроения Спецмаштреста в Ленинграде, который, в свою очередь, всячески от них отказывался, ссылаясь на отсутствие средств. Поэтому дальнейшая судьба модернизированного БТ-2 неизвестна, вероятнее всего, машина была разобрана.