Т-34-85 является сильно модернизированной версией самого массового советского танка Т-34-76. Необходимость в перевооружении машины была ясна еще в 1942 году, но главным толчком к началу модернизации послужил печальный опыт Курской битвы, где победа наших войск была достигнута ценой огромных потерь. Советские 76-мм танковые пушки пробивали броню новых немецких танков лишь с расстояния 500 м, в то время как «Тигры» и «Пантеры» из своих 88-мм и 75-мм длинноствольных орудий поражали наши танки на дистанции до 1500 м.

Было очевидно, что танку необходимо было новое орудие калибра 85 мм или даже более. Захваченный практически неповрежденным «Тигр» был испытан на полигоне в Кубинке, где при обстреле стандартное орудие Ф-34 не пробило его броню даже с 200 м, но хорошо зарекомендовала себя 85-мм зенитная пушка 52-К. Она смогла поразить лобовую броню немецкой машины с расстояния 1 км. Позже на ее основе с учетом конструктивных особенностей орудий немецких танков и САУ была создана легкая пушка Д-5Т с небольшой длиной отката. Для ее установки в танк требовалось расширить башенный погон до 1600 мм, так что параллельно с этим орудием разрабатывались пушки, пригодные для постановки в стандартную башню Т-34-76.

После всесторонних испытаний наиболее предпочтительной была выбрана конструкция орудия Д-5Т, но завод бездумно пообещал командованию изготовить экземпляр машины с пушкой С-53 в двухместной башне старого типа. Этот проект оказался крайне неудачным, да еще и отвлек персонал завода от работы над Т-34-85, вооруженного Д-5Т. В результате первые серийные танки увидели свет лишь в январе 1944 года.