Первое постоянное соединение мотомеханизированных войск — опытная механизированная бригада им. К.Б. Калиновского была сформирована в мае 1930 г. Осенью 1932 г. на базе стрелковых дивизий формируются два первых механизированных корпуса: 11-й и 45-й (соответственно из 11-й стрелковой дивизии Ленинградского ВО и 45-й стрелковой дивизии Киевского особого ВО). В 1934 г. сформированы ещё два механизированных корпуса: 7-й в Ленинградском ВО и 5-й в Московском ВО.
Механизированный корпус состоял из двух бригад трёхбатальонного состава. Также формировались отдельные механизированные бригады. Кроме этого существовали механизированные полки кавалерийских дивизий и танковые батальоны стрелковых дивизий.
Мехкорпуса существующей организации оказались громоздкими и трудноуправляемыми. Поэтому в феврале 1935 г. механизированные корпуса перешли на новую организацию: большинство корпусных частей обеспечения и обслуживания было упразднено, в управлении остались только связь и разведка. Механизированные бригады вооружались только танками одного типа, преимущественно БТ.
Из-за различных взглядов руководящего состава Наркомата обороны на роль механизированных корпусов в предстоящей войне, после 1935 г. и до расформирования мехкорпусов в 1939 г. новых формирований корпусов не производилось. В августе 1938 г. механизированные корпуса, бригады, полки были преобразованы в танковые без существенных изменений организационно-штатной структуры. Бригады, имевшие на вооружении танки БТ и Т-26, именовались легкотанковыми, а Т-28 и Т-35 — тяжёлыми танковыми.
Исходя из опыта операций в Польше в сентябре 1939 г., где «действия танковых корпусов показали трудность управления и громоздкость её», а «отдельные танковые бригады действовали лучше и мобильнее», было решено расформировать управления четырёх танковых корпусов, сократить тылы в танковых бригадах и упразднить стрелково-пулемётные бригады и стрелково-пулемётные батальоны танковых бригад. Предусматривалось формирование 16 танковых бригад, имеющих на вооружении 238 танков БТ, 16 бригад по 238 танков Т-26, 3 бригады по 117 танков Т-28 и 38 танков БТ и одну бригаду в составе 32 танков Т-35 и 85 танков Т-28. Кроме того, создавалось 10 легкотанковых полков и 4 мотоциклетных батальона. В военное время предусматривалось иметь 17 танковых бригад БТ, 25 — Т-26, три — Т-28 и одну — Т-35, в которых насчитывалось бы по штату 11 085 танков. В мирное время штатная численность танковых войск устанавливалась в 105 086 человек и 8201 танк.
Решением ГВС от 21 ноября 1939 г. предусматривалось создание моторизованных дивизий, имевших по штату 275 танков и 49 бронемашин. В 1940 г. и в первой половине 1941 г. планировалось создание 15 таких дивизий.
В мае 1940 г. в Наркомате обороны прорабатывался вопрос об организации танковых дивизий. 27 мая нарком обороны и начальник Генштаба представили в Политбюро и Совнарком докладную записку, согласно которой предлагалось иметь в составе танковой дивизии два танковых полка, один артиллерийский полк, один мотострелковый полк и один зенитный артдивизион. По штату в дивизии должно было быть 11 343 человека, 386 танков, 108 бронемашин, 42 орудия и 72 миномёта. В состав танкового корпуса предлагалось включить две танковые и одну моторизованную дивизии, авиаэскадрилью в 12 самолётов, дорожный батальон, батальон связи и мотоциклетный полк, который в «руках командира корпуса явится средством преследования при наступлении, обеспечения при действии корпуса на широком фронте и поддержкой дивизий, входящих в состав корпуса», а «для обеспечения наступательных действий танкового корпуса или при отражении контратак противника… придавать танковому корпусу не менее 1 авиабригады в составе 2 бомбардировочных и 1 истребительного авиаполков».
Следовало сформировать 6 управлений танковых корпусов и 12 танковых дивизий, обратив на их формирование управления двух кавалерийских и четырёх стрелковых корпусов, четыре танковые бригады БТ, три танковые бригады Т-28, одну танковую бригаду Т-35, три мотоциклетных батальона, пять кавалерийских дивизий и одну стрелково-пулемётную бригаду. Две моторизованные дивизии сформировать не за счёт сокращения кавалерии, а за счёт переформирования двух стрелковых дивизий (по одной в Белорусском и Киевском Особых ВО). Предлагалось дислоцировать одну танковую дивизию в Ленинградском ВО, два танковых корпуса в Белорусском Особом ВО (одна моторизованная дивизия в Московском ВО), два танковых корпуса в Киевском Особом ВО, по одному танковому корпусу в Одесском ВО и Забайкальском ВО. Всего в танковых войсках следовало иметь 1260 тяжёлых танков, 8711 танков БТ, 7238 танков Т-26 и 1140 огнемётных танков; тогда как на 1 апреля 1940 г. имелось 468 тяжёлых танков, 7300 танков БТ, 7985 танков Т-26, 1027 огнемётных танков и 3223 танков Т-38.
Однако эти предложения не были утверждены, и 2 июня 1940 г. нарком обороны и начальник Генштаба представили в Политбюро и Совнарком переработанный план создания танковых корпусов. Были предложены некоторые изменения в организационную структуру корпусов и дивизий, что позволяло уложиться в установленную правительством штатную численность Красной армии в 3 410 000 человек. Следовало сформировать 8 танковых корпусов, 18 танковых и 8 моторизованных дивизий, 4 из которых уже имелись. На их формирование обращались управления двух кавалерийских и пяти стрелковых корпусов, шести стрелковых, пяти кавалерийских дивизий и одиннадцати танковых бригад. В результате проведения этих мероприятий Красная армия имела бы 177 дивизий (18 танковых, 8 моторизованных, 3 мотострелковые, 92 стрелковые и 10 горнострелковых) и 25 танковых бригад. Всего по этому плану танковые войска без учёта мобилизационного запаса и танков Т-37 и Т-38 будут иметь 22 398 танков, из которых на 1 мая 1940 г. имелось 16 851.
Предлагалась следующая дислокация танковых корпусов: по одному танковому корпусу в Ленинградском, Московском, Одесском и Забайкальском военных округах, по два танковых корпуса в Белорусском и Киевском Особых военных округах и по одной танковой дивизии в Закавказском и Среднеазиатском ВО.
На формирование танковых корпусов было предложено обратить следующие части: в Ленинградском ВО — 6-я, 18-я, 20-я и 34-я танковые бригады, 163-я стрелковая дивизия, 15-я стрелково-пулемётная бригада, 25-я кавдивизия и танковые батальоны стрелковых дивизий.
В Белорусском Особом ВО — управление 3-го кавалерийского и 10-го стрелкового корпусов, 2-я и 21-я танковые бригады, 29-я и 185-я стрелковые дивизии, мотоциклетный батальон, 7-я и 11-я кавдивизии и танковый полк 36-й кавдивизии, танковые батальоны стрелковых дивизий.
В Киевском Особом ВО — управление 4-го кавалерийского и 49-го стрелковых корпусов, 5-я, 10-я, 14-я, 23-я, 24-я танковые бригады, 141-я стрелковая дивизия, некоторые части 146-й стрелковой дивизии, 81-я моторизованная дивизия, 34-я кавдивизия и некоторые части 32-й кавдивизии, танковые батальоны стрелковых дивизий.
В Одесском ВО — управление 55-го стрелкового корпуса (из Харьковского ВО), 4-я танковая бригада, 15-я моторизованная дивизия, 173-я стрелковая дивизия, танковые батальоны стрелковых дивизий.
В Московском ВО — управление 57-го стрелкового корпуса, 39-я и 55-я танковые бригады, 1-й мотоциклетный батальон, 1-я моторизованная дивизия, танковые батальоны стрелковых дивизий.
