Танк Т-24 стал первой отечественной средней серийной машиной. Отличительная особенность танка заключалась в трехъярусном расположении вооружения, установленного в двух башнях и корпусе. Это позволило одновременно поражать цели, находящиеся в разных направлениях. Машина сохранила компоновочную схему корпуса своего прототипа, Т-12: отделение управления располагалось спереди, боевое - в середине, а моторно-трансмиссионное - в корме. Таким образом, обеспечивался хороший обзор местности и значительно сокращалось непростреливаемое пространство в направлении движения. Экипаж состоял из пяти человек: командир, наводчик, механик-водитель и два пулеметчика. Командир и наводчик размещались в основной башне справа и слева от пушки, а механик-водитель - в отделении управления у правого борта корпуса. Один пулеметчик находился слева от механика-водителя, а другой - в малой башне. Командир дополнительно исполнял обязанности заряжающего и пулеметчика.

Корпус и башня танка - каркасные. На подбашенной коробке на шариковой опоре устанавливалась основная башня, а на ее крыше - малая, оборудованная люком с откидной крышкой. Обе они цилиндрической формы. Малая могла вращаться независимо от основной и имела подвесной полик. Такое расположение башен обеспечивало круговой обстрел из каждой, но увеличивало высоту машины.

Боевая масса Т-24 составляла 18,5 т. Бронирование танка противопульное, служившеее защитой на всех дистанциях от огня крупнокалиберных пулеметов. Толщина брони была оптимизирована и составила 20 мм для вертикальных плит и 8,5 мм - для горизонтальных. Броневые катаные листы соединялись заклепками. В передней части они были наклонены под сравнительно большими углами к вертикальной плоскости, что дополнительно повышало их защитные свойства.

Вооружение составили: 45-мм танковая пушка, установленная в шаровой опоре основной башни, и четыре 7,62-мм пулемета ДТ. Пулеметы располагались в лобовой (справа от пушки) и кормовой частях основной башни, в малой башне и лобовом листе подбашенной коробки. Пушка могла вести огонь бронебойными и осколочными снарядами, а также картечью. Ее бронебойный снаряд имел массу 1,15 кг и начальную скорость до 710 м/с. Боекомплект состоял из 89 артиллерийских выстрелов и 8000 патронов к пулеметам. В боевой обстановке наблюдение велось через смотровые щели со стеклоблоками. Внешняя связь осуществлялась сигнальными флажками.

На машине устанавливался 8-цилиндровый V-обраный карбюраторный авиационный двигатель жидкостного охлаждения М-6 мощностью 300 л.с, позволявший развивать скорость до 22 км/ч. Располагался он в корпусе продольно, носком коленчатого вала в сторону кормовой части. Запас хода составлял 120 км, при емкости бензобаков в 460 л.

Электрооборудование однопроводное, напряжение бортовой сети - 6 В. Пуск двигателя производился с помощью электрического стартера. Механическая трансмиссия состояла из дискового главного фрикциона сухого трения, планетарной коробки передач с плавающими ленточными тормозами, двойного дифференциала (механизма поворота) и одноступенчатых бортовых передач. В целом трансмиссия по конструкции агрегатов находилась на весьма высоком уровне.

Гусеничный движитель (применительно к одному борту) представлял собой крупнозвенчатую гусеничную ленту цевочного зацепления, восемь сдвоенных опорных и четыре сдвоенных поддерживающих катков, направляющее колесо с кривошипным механизмом натяжения гусеницы и ведущее колесо кормового расположения.

Опорные и поддерживающие катки имели наружную амортизацию в виде резиновых бандажей. Подвеска балансирная (зависимая). В качестве упругих элементов использовались спиральные цилиндрические вертикально установленные пружины, защищенные от повреждений кожухами. Для улучшения профильной проходимости при преодолении рвов и эскарпов танк имел в кормовой части съемный кронштейн ("хвост").

27 марта 1930 года в управлении механизации и мотроизации РККА состоялось совещание по поводу изготовления установочной серии Т-24 в количестве 15 единиц. Заказ выполнил ГХПЗ, собрав три машины в июле, пять в августе и семь в сентябре. Бронекорпуса поставлял Государственный Ижорский завод; моторы - один из заводов Авиапрома. Дальнейшая программа строительства Т-24 предусматривала наращивание темпа сборки с 7 единиц в октябре 1930-го до 45-и в сентябре 1933 года. Однако после изготовления 25 танков производство их прекратили.

Штатную 45-мм пушку Т-24 получили лишь в 1932 году, а до этого они снабжались только пулеметами. В войсках Т-24 использовались первоначально в качестве танков усиления, но вскоре их перевели в разряд учебных машин. Принять участие в боевых действиях им так и не довелось.