Как уже говорилось, в ходе советско-финляндской войны стало ясно, что броня танков Т-28 не защищает их от огня малокалиберной противотанковой артиллерии. Поэтому остро встал вопрос о повышении защищённости этих боевых машин. Выход был найден простой и очевидный: экранировать Т-28, то есть на основную броню приварить дополнительные броневые плиты. Эта работа началась с 1 января 1940 года и планировалось 16 экранированных машин отправить на фронт уже 16 февраля. Однако экранированные танки убыли в войска только 26 февраля, причём они имели частичную экранировку — дополнительной 25–30 мм бронёй защищались башни и лобовая часть корпуса. В докладе об использовании экранированных танков в боевых условиях, датированном 3 марта 1940 года, говорилось: «Экранировка танков дала в основном положительный результат. Участие экранированных машин в боях показало, что их броня не пробивается 37–40-мм противотанковыми орудиями. Но так как экранировались в основном башни и лобовая часть корпуса, противник через несколько дней учёл это обстоятельство и стал вести огонь по незащищённым экранировкой местам. Поэтому необходимо усиление бронирования со всех сторон».
В середине февраля 1940 года Кировский завод получил дополнительный заказ на усиление бронирования ещё 30 танков Т-28. На них предполагалось провести уже полную экранировку. Несмотря на ударный темп работ, большая часть полностью экранированных машин покинула заводские цеха уже после окончания войны. Всего к июлю 1940 года дополнительную бронезащиту получили 54 танка, из них полную экранировку — 18, частичную экранировку (в документах Кировского завода называется «малой») — 36. Из этого количества два Т-28 с полной экранировкой были разбиты в ходе боёв и списаны с вооружения, а 18 частично экранированных танков в течении июня 1940 года были заэкранированы полностью.
11 июня 1940 года на Кировском заводе состоялось совещание конструкторов СКБ-2 и представителей военной приёмки по вопросу «окончательного утверждения чертежей на экранировку корпуса Т-28». В протоколе этого совещания говорилось: Большая башня танка экранируется бронёй в 30 мм, малая башня — спереди 20 мм, сзади — 15 мм, лобовой лист малой башни — 30 мм, шаровая установка пулемёта — 30 мм, лобовой лист корпуса 20 мм, наклонный передний лист корпуса 20 мм, боковые стенки фонаря механика-водителя — 30 мм, щиток механика-водителя — 20 мм, корма корпуса — 30 мм, борта выше крыльев — 30 мм, днище передней части до моторного отделения — 15 мм, ящики для дымбаллонов — 20 мм. Экранировку бортов корпуса ниже крыльев ставить 10–20 мм в зависимости от расстояния от борта до гусениц. Ориентировочный вес экранировки — 4040 кг.
Примечание. Кроме того, для подготовки к последующей экранировке партии машин разработать в чертежах полную экранировку корпуса и башен с толщиной экрана в 40 мм и представить их на утверждение в АБТУ РККА». (Сведениями о том, экранировались ли танки Т-28 бронёй толщиной в 40 мм, автор не располагает, но на имеющихся фотографиях экранированных Т-28 такой вариант не встречается).