К 1929 году Т-18 уже не отвечал возросшим требованиям РККА к танкам и должен был быть заменён новым Т-19, однако разработка и развёртывание производства последнего требовали времени. Поэтому на прошедшем 17—18 июля заседании РВС, на котором была принята новая система бронетанкового вооружения, делавшая Т-18 устаревшим, одновременно было решено до появления замены ему сохранять Т-18 на вооружении, вместе с принятием мер по увеличению его скорости до 25 км/ч[12]. Как результат, Т-18 подвергся существенной модернизации. Вооружение Т-18 планировалось усилить путём установки длинноствольной — «большой мощности», по терминологии того времени — 37-мм пушки, а для уравновешивания башни, потяжелевшей бы после этого в лобовой части, она была снабжена развитой кормовой нишей, которую планировалось также использовать для установки радиостанции. Но в реальности ни новая пушка, ни танковая радиостанция на Т-18 так и не попали[13]. Изменениям подверглась и силовая установка, мощность двигателя была увеличена с 35 до 40 л. с., а также новый многодисковый фрикцион. Ряд других, менее значительных, изменений были введены и в других узлах машины. Кроме того, была введена новая гусеница с литыми траками. Такой модернизированный танк стал именоваться Т-18 3-й производственной серии. Всего их построили в 1930 - 31 годах 395 штук и еще 12 выпустил ММЗ, хотя, судя по комплектации, эти танки скорее относились ко 2-й серии.