Не совсем типичным для советских танков был состав вооружения. С 45-мм пушкой, опять-таки не без влияния немецкого Pz.III, были спарены два 7,62-мм пулемета ДТ. Радиостанция КРСТБ размещалась в башне танка рядом с местом командира.
За счет уменьшения толщины броневых листов, внедрения принципа дифференцированного бронирования, позволивших снизить массу машины до 13,8 т, и установки двигателя В-4 мощностью 300 л.с. (форсированный вариант дизеля В-3) удалось добиться существенного прироста скорости: с 35 км/ч у «объекта 126» до 52 — у Т-50. Два топливных бака общей емкостью 350 л обеспечивали запас хода по шоссе до 344 км. В ходовой части были применены опорные катки с внутренней амортизацией и индивидуальная торсионная подвеска.
Серийный выпуск Т-50 должен был осуществляться на заводе № 174, для чего с 1 января 1941 года производство Т-26 на нем было прекращено. Однако перестройка производства для технологически более сложного Т-50 шла очень медленно, и в первом полугодии 1941 года завод выпустил только 116 огнеметных танков ОТ-133. Серьезные трудности возникли и с освоением выпуска на харьковском заводе № 75 дизельного двигателя В-4. А ведь танком Т-50 предполагалось заменить в войсках Т-26, и по первоначальному плану перевооружения автобронетанковых войск Красной Армии он должен был быть самым массовым (первый заказ на Т-34, как известно, составлял всего 600 машин). В 1940–1941 годах этот план, правда, подвергся корректировке в результате принятия решения о формировании механизированных корпусов. Но и для них было необходимо никак не меньше 14 тысяч Т-50. О том, что Т-50 рассматривался как полноправная составляющая танкового парка страны, можно судить и по совместному постановлению ЦК ВКП(б) и СНК СССР «Об увеличении выпуска танков КВ, Т-34 и Т-50, артиллерийских тягачей и танковых дизелей на III и IV кварталы 1941 г.», принятому после заседания Политбюро ЦК 25 июня.
Ценой неимоверных усилий в 1941 году удалось выпустить 50 танков. В августе завод № 174 был эвакуирован — большей частью в г. Чкалов (Оренбург) где в декабре возобновил выпуск танков, а, кроме того, в Нижний Тагил и Барнаул. Попытка развернуть производство Т-50 на заводе № 37 в Москве не увенчалась успехом. Главным сдерживающим фактором в производстве Т-50 были двигатели. Приоритет в плановых заданиях отдавался дизелю В-2. В частности, на заводе № 75, эвакуированном к тому времени в Челябинск, разобрали вывезенные двигатели В-4 на комплектующие к В-2. Поэтому 13 октября 1941 года ГКО принял решение о строительстве двух заводов в Барнауле, одного по производству танков Т-50 и второго — по изготовлению для этих танков дизелей В-4. Однако 6 февраля 1942 года в соответствии с решением ГКО производство Т-50 и двигателей к ним было прекращено вообще. Завод № 174 в Чкалове, выпустив 15 танков в 1942 году (по-видимому, были собраны из привезенного с собой задела), перешел на производство Т-34.
О боевой судьбе танков Т-50 информации очень мало. Тем не менее известно, что в августе 1941 года в 1-й танковой дивизии, дислоцировавшейся в Ленинградском военном округе и принимавшей участие в боях в районе Кингисеппа, имелось 10 танков этого типа. Осенью 1941 года несколько Т-50 находились в составе войск 7-й армии, оборонявшихся на Петрозаводском направлении. В ходе этих боев одна такая машина была захвачена финнами и эксплуатировалась вплоть до конца 1954 года.
Что касается Красной Армии, то один танк Т-50, например, числился в составе 5-й гвардейской танковой бригады еще в 1943 году.