Для снижения загазованности боевого отделения при стрельбе из пушки в техническом проекте этого танка впервые была разработана конструкция механизма выброса стреляных гильз, впоследствии внедренного в серийном Т-62. Однако на первом опытном образце танка «Объект 140» этот механизм не устанавливался.
Броневая защита танка – дифференцированная, противоснарядная. Ее конструкция предусматривала максимальное сокращение основных бронированных поверхностей с большой толщиной брони при обеспечении необходимых внутренних объемов танка за счет применения рациональных форм корпуса и башни.
В поперечном сечении корпус танка в зоне башни имел форму «рюмки». Это позволило решить противоречивые требования, предъявлявшиеся к корпусу.: получить малую ширину в зоне ходовой части и максимально возможную – в зоне погона башни. В результате увеличили диаметр башни в свету и отказались от переходных деталей (планок) подбашенной коробки.
Носовая часть сварного корпуса состояла из верхнего и нижнего броневых листов толщиной 100 мм. Бортовые листы корпуса из специального проката – гнутые, цельноштампованные, имели переменную толщину (в верхней части – 57 мм, в нижней – 80 мм). Верхний лобовой и бортовые листы корпуса выступали вверху таким образом, что защищали опору башни от пуль и осколков. В нижней части бортовые листы соединялись сваркой с листами глубокого редана, переходившего в днище. Кормовая часть корпуса представляла собой литую вставку с наклонными верхним и нижним броневыми листами.
Крыша корпуса толщиной 30 мм состояла из горизонтальной части и располагавшихся под большими углами передних и задних скуловых листов. Цельноштампованная подбашенная часть крыши арочной конструкции (располагалась с углом наклона на носовую часть 7°30’ к горизонту) за счет «скул» и кольцевой впадины под погон обеспечивала значительную жесткость корпусу и решала проблему повышения живучести танка при попадании снарядов в лобовую часть башни. Для защиты опоры башни от пуль и осколков в передней части подбашенного листа была сделана выштамповка, перекрывавшая щель между крышей корпуса и «юбкой» башни, а по бортам и со стороны кормы приварены специальные броневые планки. Крыша корпуса над МТО (имела наклон с понижением в сторону кормы на 80 мм) для обеспечения доступа к агрегатам и узлам силовой установки и трансмиссии была выполнена откидывающейся назад. Для облегчения поднятия крыши членами экипажа в ее петлях устанавливался торсион, а сама она изготавливалась из алюминиевого сплава.
Днище корпуса корытообразной формы сваривалось из двух штампованных броневых листов толщиной 20 мм. Для увеличения жесткости и размещения торсионных валов подвески в днище были сделаны специальные выштамповки. Помимо запасного люка, в днище корпуса, в районе МТО, для обеспечения монтажа агрегатов силовой установки и их регулировок имелись три больших и несколько малых люков, закрывавшихся броневыми крышками.
Применение цельноштампованных бортов корпуса в сочетании со скуловыми листами крыши толщиной 30 мм в районе МТО (в этом месте поперечное сечение корпуса от «рюмки» переходило к «шестиграннику») и крыши МТО из алюминиевого сплава позволило существенно снизить массу корпуса (до 12180 кг вместо 12818 кг у Т-54А). Одним из недостатков конструкции корпуса являлось отсутствие замковых соединений в сварных узлах, что привело к его низкой живучести при снарядном обстреле.
Литая башня с вварной цельноштампованной крышей и большим диаметром опоры имела полусферическую приплюснутую форму и отличалась меньшей высотой по сравнению с башней серийного Т-54А. Значительно уменьшить высоту башни (на 87 мм) удалось за счет опускания оси цапф пушки и выполнения стенок башни с максимальными углами наклона от вертикали. Это позволило резко сократить площадь лобовой поверхности корпуса башни и сэкономить ее массу.