Всё началось 21 ноября 1939 года; после детального изучения опыта действий танковых войск во время «освободительного похода» в Западную Белоруссию и Западную Украину было признано целесообразным иметь однотипную организацию отдельных танковых соединений (бригад), вооружённых танками БТ и Т-26 с дальнейшим перевооружением их ещё не существовавшими в законченном виде танками Т-34. Бригады предусматривалось иметь 4-батальонного состава с общим количеством 258 машин. Бригады средних (Т-28) и тяжёлых (Т-35) танков намечалось в последующем перевооружить танками КВ, по 156 машин в бригаде. Имевшиеся четыре управления танковых корпусов подлежали расформированию. Решением Главного Военного Совета в организацию сухопутных войск вводился новый тип соединения — моторизованная дивизия. По штату дивизия состояла из двух мотострелковых, танкового и артиллерийского полков, а также подразделений боевого и материально-технического обеспечения. Дивизии полагалось иметь по штату 257 танков и 73 бронемашины.
К маю 1940 года реорганизация советских танковых войск в основном была завершена: в составе сухопутных войск Красной Армии имелись четыре моторизованные дивизии и 39 отдельных танковых бригад (32 легкотанковых, вооружённых либо танками Т-26, либо БТ; три тяжёлых, оснащённых танками Т-28; одна тяжёлая с танками Т-28 и Т-35 и три химических). Это были полностью сформированные моторизованные и танковые соединения, обеспеченные материальной частью и подготовленными кадрами. Кроме указанных соединений, имелись танковые полки, входившие в состав 20 кавалерийских дивизий, и танковые батальоны в 98 стрелковых дивизиях. Следует отметить, что советские моторизованные дивизии и танковые бригады 1940 года по числу боевых машин были равны немецкой танковой дивизии того же периода, но значительно уступали ей в артиллерии (особенно — противотанковой) и мотопехоте. Тем не менее, новая структура автобронетанковых войск и их боевой состав полностью соответствовали наличию бронетанковой техники, командных и технических кадров, а также сложившимся взглядам и накопленному опыту в области применения этого рода войск. К сожалению, эта структура просуществовала недолго.
В июне 1940 года в НКО СССР был рассмотрен опыт применения танков на Халхин-Голе и действий немецких танковых войск в Европе. Новое руководство НКО во главе с С. К. Тимошенко решило в кратчайшие сроки догнать и перегнать Вермахт по количеству и качеству бронетанковых войск. Основной ударной силой их должны были стать танковые дивизии, объединённые в механизированные корпуса.
Летом 1940 года было начато формирование восьми механизированных корпусов и двух отдельных танковых дивизий. В октябре — ноябре 1940 года вне всяких планов в Киевском Особом военном округе сформировали девятый мехкорпус. На формирование мехкорпусов были обращены 19 танковых бригад, два танковых полка и все танковые батальоны стрелковых дивизий (за исключением 15 дивизий Дальневосточного фронта). В механизированный корпус входили две танковых и одна моторизованная дивизии, мотоциклетный полк и другие части и подразделения. В танковой дивизии полагалось иметь 375 танков (63 КВ, 210 Т-34, 26 БТ-7, 24 Т-26, 54 огнемётных) и 91 бронемашину, в моторизованной — 275 лёгких танков. А всего в корпусе — 1031 танк. Автобронетанковые войска должны были состоять из девяти механизированных корпусов, двух отдельных танковых дивизий, 28 отдельных бригад, а также других подразделений и частей. Для их укомплектования требовалось свыше 18 тыс. танков различных типов, в том числе 6354 тяжёлых и средних — КВ и Т-34.