По результатам контрольных испытаний завод №183 провел соответствующие работы по совершенствованию конструкции танка. Первый Т-54 установочной серии вышел в заводской пробег в июле 1947 г., а танк сентябрьской сборки успешно прошел гарантийные испытания на 1000 км.

При постановке танка Т-54 на серийное производство на трех заводах Министерством транспортного машиностроения для упорядочивания выпускаемой продукции ему был присвоен индекс «Объект 137». Соответствующие номера получили также танки Т-44 («Объект 136») и Т-34-85 («Объект 135»).

В процессе выпуска танка Т-54 в ноябре 1947 г. в серийном производстве были освоены лопастные гидравлические амортизаторы, которые устанавливались на крайних узлах подвески. До конца года велась доработка конструкции курсовых пулеметов СГ-43 с правым и левым заряжанием и дистанционным управлением, а также их установки на надгусеничных полках танка. Ввели стеллажи для укладки выстрелов в носовой части корпуса и в нише башни. Кроме того, были созданы и прошли длительные испытания опытный образец входного редуктора измененной конструкции (внедрен в серию только в 1949 г.) и эластичная муфта привода вентилятора. Всего до конца 1947 г. завод № 183 внес 1490 изменений в конструкцию агрегатов, узлов и деталей машины. Все это обусловило задержку выпуска и утверждения чертежей и технических условий на серийное производство танка не только на заводе №183, но и на других предприятиях.

Серийное изготовление танка Т-54 на заводах №75 в Харькове и № 174 в Омске развернулось только с 1948 г. Планировавшийся выпуск Т-54 на заводе №112 «Красное Сормово» в Горьком (ныне -Нижний Новгород) не был организован в связи с предстоящей передачей этого завода в феврале 1953 г. в ведение Министерства судостроительной промышленности. В соответствии с постановлением Совета Министров СССР №1520-401 от 18 мая 1947 г. производство танков Т-54 с этого завода было снято. До середины 1950-х гг. завод №112 и его конструкторский отдел выполнял лишь ряд опытно-конструкторских работ по созданию опытных образцов командирского (управления боем) и огнеметного танков на базе Т-54.

В 1947 г. на заводах №183, №75 и №174 планировалось изготовить 400 танков Т-54, из них на заводе №183 - 250 машин, №75 - 100 машин и №174 - 50 машин. Однако собрали всего 22 танка на заводе №183 (пять танков во II кв., девять танков в III кв. и восемь танков в IV кв.).

В 1948 г. темпы выпуска Т-54 стали расти: выпустили 593 танка, из них заводом №183 - 285, заводом №75 - 218 и заводом №174 - 90. Завод №183 полностью выполнил производственный годовой план, в то время как заводы №75 и №174 только на 65 и 50% соответственно. Это было связано как с конструктивной недоработанностью машины, так и с недостаточной технологической подготовкой ее производства (неотлаженностью технологического процесса), а также с упущениями технического контроля на данных заводах. Двигатели для танков на заводы №183 и №174 поставлялись с ЧКЗ, на завод №75 - с СТЗ. Башни заводы №183 и №174 получали из Челябинска с завода №200, завод №75 - из Жданова (ныне Мариуполь) с завода им. Ильича. Пушки Д-10Т поставлял завод №9 из Свердловска, прицелы - завод №69 из Новосибирска, радиостанции - завод №210 из Омска. Электрооборудование по кооперации поставляли челябинский завод №255 (стартеры, реле-регуляторы и электропривод башни), московский Тормозной завод (электропривод башни и генераторы), горьковский завод №238 (генераторы), ленинградский завод №233, саратовский завод №236 и завод №364 в Комсомольске-на-Амуре (аккумуляторные батареи).

Один из первых серийных танков Т-54 производства завода №75. 1948 г.	Установка гидравлических лопастных амортизаторов на танке Т-54. 1947 г.

Значительный вклад в создание танка Т-54 внесли: главный конструктор А.А. Морозов, заместитель главного конструктора Н.А. Кучеренко, конструкторы Я.И. Баран, В.К. Байдаков, А.С. Бондаренко, П.П. Васильев, В.Д. Волков, М.Г. Кизин, А.В. Колесников, В.Я. Курасов, В.Г. Матюхин, Я.А. Митник, А.А. Малоштанов, И.А. и М.А. Набутовские, М.И. Таршинов, Б.А. Черняк, Н.М. Чистяков и А.И. Шпайхлер.

После отправки танков Т-54 первой серии (выпуска 1947-1948 гг.) в войска (в основном в части 5-й гв. механизированной армии БВО) и начала их интенсивного использования на заводы-изготовители стали поступать жалобы на дефекты, выявленные в процессе эксплуатации. По сообщениям из частей, самыми массовыми дефектами являлись: выход из строя коробок передач, поломка торсионов и разрушение пальцев траков гусениц, течи жидкости из гидроамортизаторов и смазки из ПМП. Из-за недостаточной смазки вследствие низкой надежности работы червячной пары привода маслонасоса разрушался входной редуктор. Система подогрева не обеспечивала быстрый и надежный пуск двигателя в условиях низких температур окружающего воздуха, а воздухоочиститель - должную очистку воздуха, поступавшего в двигатель. Имели место случаи самопроизвольного срабатывания системы ППО, даже со смертельным исходом для членов экипажа (погиб механик-водитель). В случае же действительного возникновения пожара в отделениях танка ППО зачастую не функционировало из-за отказов головок баллонов с углекислотой вследствие их коррозии или недоведенной конструкции термозамыкателей. Танкистам не нравилась установка курсовых пулеметов на надгусеничных полках, которые были уязвимы от огня противника и имели недостаточный боекомплект. Большие нарекания вызывала конструкция башни и боевая масса танка, превышавшая указанную в ТТТ.

Обстрел первых серийных башен еще в сентябре 1947 г. показал, что наклон брони в нижней части башни способствовал возникновению рикошета снарядов в тонкий подбашенный лист, приводившему к поражению крыши корпуса с разрушением отдельных механизмов и агрегатов.

Кроме того, все выпущенные на тот момент серийные танки существенно отличались между собой по массе (в сторону ее увеличения). Превышение боевой массы над заданной колебалось от 140 кг до 1 т. Соответственно, непостоянным было и среднее давление на грунт, максимальная величина которого достигала 94,2 кПа (0,96 кгс/см²), со всеми вытекающими последствиями для проходимости машины. По сравнению с танком Т-34-85 проходимость Т-54 на грунтах с низкой несущей способностью (особенно на болотистой местности) существенно ухудшилась.