Танк Т-24 стал первой отечественной серийной средней машиной. Отличительная особенность танка заключалась а трехъярусном расположении вооружения, установленного в двух башнях и корпусе. Это позволяло одновременно поражать цели, находящиеся в разных направлениях. Машина сохранила компоновочную схему корпуса своего прототипа: 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 составила 18,5 т (удельное давление на грунт равнялось соответственно 0,51 кг/см²). Бронирование танка противопульное, служившее 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 составляли 45-мм танковая пушка, установленная в шаровой опоре основной башни, и четыре 7,62-мм танковых 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-образный 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 запасе горючего 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 моторизации РККА состоялось совещание по вопросу 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 года до 45 в сентябре 1933. 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 (впрочем, первые скоростные харьковские ВТ, к выпуску которых ГХПЗ приступил в 1931 году, были тоже чисто пулеметными). 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.