Установка дополнительной бронезащиты, более тяжелой пушки и новой ФВУ привело к увеличению массы танка на 2,6 т. В результате пришлось усилить трансмиссию, бортовые передачи и ходовую часть, а также установить более мощные приводы наведения орудия и разворота башни. В конструкцию трансмиссии внесены изменения по результатам эксплуатации танков M1. Увеличено с 21 до 24МПа давление рабочей жидкости в гидроамортизаторах опорных катков.
Новый комплект ОПВТ позволяет танку преодолевать водные препятствия глубиной до 4 м. Он устанавливался только на так называемые «единые» М1А1, адаптированные под требования корпуса морской пехоты США, но поступавшие на вооружение как КМП, так и армии.
На М1А1 установлена термодымовая аппаратура, дым образуется при впрыске топлива в струю горячих выхлопных газов двигателя.
Внешне М1А1 отличается от M1 120-мм орудием с термоизоляционным кожухом, устройством выверки прицела и экстрактором пороховых газов, а также наличием корзины на тыльной стороне башни и двумя (вместо трех) вышибными панелями в крыше башни над боекомплектом; под гранатометами на наружных стенках башни монтируются контейнеры с запасными гранатами (по шесть гранат к каждому гранатомету).
В 1982-1984 гг. было изготовлено и испытано 14 опытных М1А1. Три из них предназначались для проведения ходовых испытаний (пробег каждого в ходе испытаний достиг 10.000 км). На трех проводились испытания вооружения (по 500 выстрелов из орудия каждого танка), еще на трех проверялась возможность эксплуатации машин в различных климатических условиях. На двух испытывалась новая ФВУ, и последние три опытных M1 А1 исследовались в ФРГ на предмет совместимости в бою с танками «Леоапард-2». Серийный выпуск танков M1А1 начат в августе 1985 г., было заказано 4199 машин. Некоторое время танки M1А1 выпускались параллельно с M1IP (внешне МНР отличается от М1А1 только орудием и тремя, а не двумя вышибными панелями). Производство М1А1 прекращено в 1993 г., изготовлено 3546 танков.
М1А1 стал первым «Абрамсом», который был принят на вооружение за пределами США. В ноябре 1988 г. США подписали с Египтом соглашение о совместном производстве в течении десяти лет 555 танков М1А1 для египетских вооруженных сил, впоследствии количество заказанных машин уменьшено до 524. На машины, предназначенные для Египта, не устанавливалась броня из обедненного урана, зато опять рассматривался вопрос о замене турбины дизелем; замену не провели, прежде всего, по финансовым соображениям. Производство танков началось в 1992 г. на заводе № 200 в г. Абу-Заабаль недалеко от Каира. Часть узлов и агрегатов поставлялось из США (до 60%). Первые 25 танков для АРЕ были изготовлены в США. Окончание производства планировалось на середину 1999 г.
Танк M1 А2 является торжеством германской концепции вооружения и СУО. Понадобилось почти пятнадцать лет, прежде чем армия США получила танк, аналогичный по эффективности использования орудия немецкому «Леопарду-2».
Основным недостатком M1 предыдущих вариантов считается ограниченная возможность самостоятельного поиска цели командиром, поскольку относительно небольшое увеличение и отсутствие стабилизации поля зрения прицела М919 не позволяют уверенно обнаруживать и идентифицировать цели при движении танка даже в условиях хорошей освещенности. Командир может вести обзор местности с помощью основного прицела GPS, однако в этом случае наводчик исключается из процесса поиска и становится «четвертым лишним», а время принятия решения на выстрел и прицеливания возрастает. Западногерманские специалисты еще в 60-70-е годы пришли к выводу, что командир танка хотя бы в дневных условиях должен быть в максимально возможной степени освобожден от подготовки данных для стрельбы, дабы сосредоточиться на поиске целей, управлении танком и танковым подразделением. Для осуществления этих функций у него необходимо устанавливать панорамный прицел, желательно со стабилизированным полем зрения и ночным каналом, независимым от канала наводчика. Такой прицел установлен на танках «Леопард-2», а еще ранее – на МВТ-70 и ХМ-803 (без ночного канала). Таким образом на М1А2 круг замкнулся – «простого, дешевого и эффективного» танка не получилось, упрощение ХМ-803 завершилось усложнением М1. Так стоило ли огород городить?