В 1937 году на заводе №48 под руководством Н.Ф. Цыганова началась разработка танка с улучшенной броневой защитой на базе БТ-7. Изготовленная в конце года машина получила название БТ-СВ-2 (СВ - "Сталин" - "Ворошилов").

Основным принципиальным отличием нового танка от БТ-7 стала конструкция бронекорпуса, листы которого располагались под большими углами наклона (15-58°). Носовая часть корпуса имела ту же ширину, что и весь корпус. Благодаря этому передняя труба и кронштейны ленивцев танка БТ-7 оказались ненужными. Подвеска передних опорных катков была аналогичной остальным, но с наклоном пружинной рессоры под углом в 38°.

Корпус БТ-СВ-2 совершенно не имел выступающих частей, за исключением колпаков вертикальных пружин подвески. Все верхние, нижние и угловые листы корпуса выполнялись съемными и крепились с помощью болтов. Для придания броневому закрытию ходовой части большей жесткости предусматривались специальные перемычки (по три с каждой стороны) между нижним краем листа и внутренней стенкой корпуса. В бортовых полостях танка размещались топливные баки. Кормовой бензобак был ликвидирован, в результате корма собиралась из наклонных листов.

Система охлаждения двигателя в отличие от БТ-7 работала в двух режимах: боевом и походном. В боевом положении жалюзи герметично закрывались с места водителя и забор воздуха производился через сетку кормовых воздушных карманов. В походном положении воздухозабор осуществлялся через боковые открывающиеся жалюзи, после обдува двигателя нагретый воздух выходил через кормовые жалюзи.

Башня БТ-СВ-2 не имела ниши, поэтому радиостанцию поместили в носовую часть корпуса, где располагался четвертый член экипажа - радист.

Следует отметить, что корпус БТ-СВ-2 изготавливался из обычных стальных листов толщиной 10-12 мм. Проект реальной бронировки существовал в двух вариантах. Первый предусматривал использование брони марки "ФД" толщиной 45-55 мм, защищавшей от 45-мм снарядов на всех дистанциях; второй был рассчитан на защиту от пуль калибра 12,7 мм и предполагал применение 20-25-мм брони марки "ИЗ".

БТ-СВ-2 проходил заводские испытания зимой 1937 - весной 1938 годов, а затем испытывался на НИБТ полигоне комиссией под председательством Е.А. Кульчицкого. в общей сложности танк прошел 2068 км. В результате принцип бронирования, примененный на этой машине, был признан вполне приемлемым. Вместе с тем отмечалось, что ходовая часть танка БТ-7 при условии реального бронирования танка БТ-СВ-2 и возрастания массы последнего до 24-25 тонн слишком слаба. Предполагалось для практической проверки надежности корпуса и влияния его на работу ходовой части в боевых условиях изготовить образец танка с реальным бронированием и провести испытания обстрелом. Однако в связи с арестом в начале 1938 года Н.Ф. Цыганова все работы по этой машине были прекращены.