Переоборудование танков по последнему, третьему, этапу долгосрочной модернизационной профаммы началось в 1977 г. На данном этапе предусматривалось оснащение машин пассивными приборами ночного видения на электронно- оптических усилителях изображения (М36Е1 у командира и механика- водителя, прибор командира устанавливается на командирской башенке, механика- водителя – вместо среднего перископа) и усовершенствованными устройствами преодоления по дну водных префад. В состав оборудования для подводного вождения входит воздухопитающая труба- лаз, устанавливаемая над люком заряжающего, направление движения по дну выдерживается с помощью гирополукомпаса. Прибор ночного видения М36Е1 является модификацией прибора М36 с заменой активного ИК модуля ночного видения на пассивный электронно-оптический. Активный и пассивный модули взаимозаменяемы, поэтому сохраняется возможность использования тепловизионного канала, для чего на танке сохранен ксеноновый прожектор.
Модификация «А2» стала жертвоприношением танкистов на алтарь казавшихся всемогущими в 60-е годы ракетчиков. Машина, точнее ее башня, проектировалась вокруг системы управляемого противотанкового оружия «Шиллела». Изначально ракета разрабатывалась для установки на легкий аэротранспортабельный танк М551 «Шеридан». «Шиллела» выстреливалась из пушки калибра 152- мм подобно обычному снаряду. Потенциально великолепные характеристики ракеты (высокая точность поражения целей на дальностях, в 2-2,5 раза превосходящих дистанции эффективной стрельбы традиционными боеприпасами) заставили военных выступить с инициативой установки 152-мм орудия/пусковой установки ХМ18Е13 (после доработок пушка получила индекс М162) на основной американский линейный танк М60.
С целью отработки башни со 152-мм пушкой в рамках программы танка ХМ66 было изготовлено четыре различных конструкции (от «А» до «D»). Башни «А» и «В» проектировались с «чистого листа», имели относительно низкий силуэт и лучшую баллистическую форму; в задней части обеих башен ставилась 20-мм автоматическая пушка. Башня «С» представляла собой достаточно традиционную конструкцию, а 20-мм пушка монтировалась в командирской башенке. В свою очередь, вариант «D» являлся приспособленной под 152-мм орудие башней от М60А1. Наиболее перспективным по причине меньшей массы представители армии сочли вариант «В».
Два прототипа ракетного танка М60А1Е2 передали на испытания зимой 1965-66 гг. Недостатки как самой ПТУР «Шиллела», так и новой башни выявились уже в самом начале программы испытаний. Больше всего проблем породил вышибной заряд ракеты. Заряд оказался чрезмерно чувствительным к высокой влажности, при грубом с ним обращении не исключалась детонация, ну и как водится у боеприпасов со сгораемой гильзой, гильза нередко сгорала не полностью. В принципе, недостатки заряда являлись не более чем «болезнью роста», для их преодоления требовалось лишь время. Более серьезным являлась неадекватность легкой башни тяжелому орудию: при выстреле обычным снарядом более сильная, чем при пуске ракеты, отдача сбивала наводку орудия, – пришлось спешно разрабатывать новую трехступенчатую систему компенсации отката ствола после выстрела и усиливать узлы крепления к башне приборов управления огнем.
Желание принять на вооружение эффективное противотанковое средство оказалось велико: несмотря на «сырую» конструкцию и незавершенную программу испытаний, армия США ассигновала в 1966 г. средства на закупку 243 «ракетных» башен для установки на шасси уже построенных танков М60А1 и зарезервировала заказ на 1967 г., предусматривающий изготовление с «нуля» 300 танков с ПТУР «Шиллела» под обозначением М60А2. Скоро сказка сказывается, да не скоро дело делается – в докладе, представленном министром обороны США Конгрессу в 1970 г., отмечалось: «Усилия армии по усовершенствованию танка М60А1 путем интеграции в его конструкцию системы управляемого оружия «Шиллела» не увенчались успехом; 300 танков М60А1Е2, предусмотренных к закупке бюджетом на 1967 финансовый год в существующей конфигурации, не могут быть приняты на вооружение; представители армии не уверены в возможности преодоления проблем, связанных со стабилизацией башни при выстреле в достаточно сжатые сроки; обеспечить должную надежность в обозримом будущем вряд ли удастся».
Тем не менее, армейское командование к сентябрю 1971 г. сочло результаты испытаний доработанных прототипов М60А1Е2 удовлетворительными. Танку был присвоен официальный индекс М60А2, а в ноябре того же года серийному производству и переоборудованию ранее построенных М60А1 в вариант «А2» дали «зеленый свет». Но на вооружение строевых подразделений М60А2 поступили только в 1973 г. Постройка и переоборудование танков М60А2 осуществлялись в 1973-75 гг.