Рассматривая бронезащиту танка Т-34-85, следует учитывать, что корпус был полностью заимствован (кроме подбашенного листа) у танка Т-34. При постановке Т-34-85 на серийное производство, в общем-то, предполагалось усилить толщину бронелистов корпуса. В апреле 1944 года завод № 183 изготовил два образца танка Т-34-85М. Толщина лобового листа корпуса у них равнялась 75 мм, толщина крышки люка механика-водителя была доведена до 100 мм, а бронировки курсового пулемёта – 90 мм. При этом пришлось пойти на уменьшение бронирования там, где это было возможно. До 15 мм уменьшилась толщина листов крыши МТО, днища подкрылков, нижнего кормового листа, задней части днища. В ходовой части применялись облегчённые балансиры и опорные катки. В ходе испытаний выяснилось, что эти мероприятия особого результата не дали. Кроме того, испытания обстрелом выявили, что 75-мм лобовая броня пробивается снарядом 88-мм немецкой танковой пушки KwK 43 L/71 с дистанции 2000 м! Таким образом, никакого смысла в усилении лобовой брони корпуса в 1944 году уже не было.
Поскольку главным нововведением у 7-34-85 стала башня, то на ней и сосредоточились основные усилия конструкторов. К тому времени уже было известно из опыта войны, что на башню приходится до 45% опасных поражений танков. Основа башни отливалась из стали 71Л, обладавшей более высокими литейными показателями, чем применявшаяся ранее для башен Т-34 сталь МЗ-2. Толщина лобовой части башни составляла 75 мм, бортов и кормы – 52 мм. С 7 августа 1944 года толщина лобовой части башни стала составлять 90 мм. Толщина бортов башни была доведена до 75 мм. В сочетании с некоторым их наклоном эта толщина обеспечивала защиту от бронебойных снарядов 75-мм противотанковой пушки Pak 40 на дистанции около 500 м при курсовых углах до 40°.
Лобовая же броня обеспечивала защиту от немецких бронебойных снарядов с дальностей 800– 2000 м, в зависимости от калибра и типа боеприпаса.
Таким образом, уровень бронезащиты Т-34-85 по сравнению с танком Т-34, вооружённым 76-мм пушкой, возрос незначительно. Но если говорить о защищённости в целом, то она возросла весьма существенно. Решающее влияние на этот процесс оказало не усиление бронирования башни, а установка в ней новой мощной пушки. Благодаря этому удалось увеличить дистанцию огневого боя и в результате снизить вероятность поражения танка вражескими снарядами. Важное значение имело и размещение в башне третьего члена экипажа. Теперь командир танка, избавившись от функций наводчика, мог полностью сосредоточиться на наблюдении за полем боя, поиске целей и оценке обстановки. В результате действенность упреждающего и ответного огня танка по танкоопасным целям и эффективность его противоартиллерийского манёвра существенно возросли. В полной мере способствовали этому оснащение Т-34-85 качественными приборами наблюдения и радиосвязью.
Что касается приборов наблюдения, то механик-водитель Т-34-85 остался при своём: в его распоряжении по-прежнему были два призматических смотровых прибора, закрывавшихся броневыми заслонками-«ресничками». Располагавшийся справа от него пулемётчик (бывший стрелок-радист) с декабря 1944 года получил в своё распоряжение оптический телескопический прицел ППУ-8Т с полем зрения 25°. В результате стала уходить в прошлое такая оценка эффективности курсового пулемёта, оснащённого лишь диоптрическим прицелом, поле зрения которого ограничивалось отверстием в шаровой установке – 2-3°: «Обзор через эту дырочку над стволом пулемёта был ограниченный, а сектор обстрела и того меньше. Иногда пулемёт повернёшь, видишь, что кто-то бежит, а стрелять не можешь». Тем не менее курсовые пулемёты очень пригодились в 1944-1945 годах для борьбы с «фаустниками».