По результатам испытаний танка БТ-СВ в начале 1938 г. конструкция машины была подвергнута доработке. В отделении управления и в бортах башни установили смотровые приборы-триплекс, а также перископический прицел, и предусмотрели место для установки командирской панорамы ПТК на крыше башни. Усовершенствованный вариант танка получил обозначение БТ-СВ-2. По сравнению с танком БТ-7, носовая часть корпуса не была сужена, и в отделении управления находились: справа — механик-водитель, слева — радист-моторист.

 
   

Броневая защита танка БТ-СВ была разработана в двух вариантах, которые различались лишь толщиной брони. Первый вариант был рассчитан на защиту от снарядного обстрела. Броневые листы корпуса и башни, выполненные из гомогенной брони марки «ФД» имели максимальную толщину 50–55 мм и обеспечивали защиту от 45-мм снарядов. Второй вариант обеспечивал защиту от огня 12,7-мм пулемета ДК.

Максимальная толщина броневых листов, изготовленных из гомогенной броневой стали марки «ИЗ», составляла 25 мм.