В начале 1945 года в целях увеличения огневой мощи танков Артиллерийский Департамент изучил возможность использования 120мм зенитной пушки Т53.

Выяснилось, что эта пушка по бронепробивающим возможностям превосходила уже использовавшиеся пушки – 105мм Т5Е1 и 155мм Т7. В ходе испытательных стрельб применялся тестовый 120мм бронебойный снаряд Т20Е3, который при весе 23кг имел начальную скорость 945м/с., кроме того в разработке находился подкалиберный боеприпас HVAP с начальной скоростью 1 249.68м/с. В итоге, согласно ОСМ 27662 от 17 мая 1945 Артиллерийский Департамент рекомендовал установить 120мм пушки на два пилотных танка Т30 и переименовать их в тяжёлый танк Т34. 31 мя 1945 эта рекомендация была одобрена.
Изначально Т34 должен был унаследовать от своих предшественников Т29 и Т30 двигатель Ford GAC. Однако после победы над Японией программа создания новых танков изменилась в сторону испытания новых силовых установок. Танк Т30 получил двигатель Continental AV-1790. 7 ноября 1946 появилась рекомендация, чтобы пилотные Т34 использовали базу Т30 и соответственно двигатель Continental , как на Т30. До этого на Т34 намеревались установить модифицированный авиационный двигатель Allison V-1710, однако новая рекомендация основывалась на стремлении удешевить разработку новой машины, используя корпус Т30.
Внешне тяжёлый танк Т34 не отличался от танков Т29 и Т30, не считая более длинного 120мм ствола (7,67588м). Как и на танке Т29 слева от пушки было два .50cal спаренных пулемёта. Возросший вес пушки вынудил для баланса приварить к задней стенке башенной корзины противовес в виде брони толщиной 10,16 см.