但是新型坦克的研制过程充满了艰辛。首先是60年代初，中苏关系恶化，使中国刚刚起步的坦克工业失去了强有力的技术支持。这对于重工业尚未成熟的中国来说造成了很大影响，也是制约中国主战坦克在长达20年时间内发展缓慢的一大原因；其次是1966年“文化大革命”开始后，军工企业也受到了很大冲击，导致新型坦克的研制工作进展十分缓慢；第三是研制单位的科研技术人员长期只偏重于整车和车型的研究，对基础设计、试验台的设计和建设，以及设计基本参数的研究抓得不紧，结果也影响了新型坦克的研制进度。
1969年，617厂对在珍宝岛自卫反击战中缴获的一辆苏制T-62中型坦克进行了测绘，获得了大量一手资料和相关技术。结合1966年试制出的第一台样车，对新车进行了11个项目的改进，1970年又试制出了3辆新样车。经过试验，整车战技术指标基本达到要求。同年，根据领导机关的行政命令，在“121坦克”尚未设计定型时，急于投产100台。但由于当时的设计、工艺、装配中存在不少问题，部分协作件也未过关，结果无一台总装成功。1971年，五机部决定，新坦克不成熟的部件暂时下马，基本成熟而质量不稳定的部件抓紧攻关。于是，工厂科研人员又继续进行攻关研制，对新车战技术指标作了重新调整。经上级对方案和战技术指标重新审查和批准后，617厂试制出定型样车，并由装甲兵组织进行了定型试验。经过10多年的艰苦努力，在充分吸收和借鉴59式坦克技术的基础上，我国坦克科技人员自行设计、研制的第一代坦克，于1974年3月26日由国务院、中央军委军工产品定型工作领导小组批准设计定型，并命名为“1969式中型坦克”，简称69式坦克。
与59式中型坦克相比，69式中型坦克主要有以下几点变化：
1、战斗全重增大为36.5吨；
2、增大了发动机功率，改进了冷却和供油燃烧系统。69式坦克采用了12150L-7型12缸V型水冷柴油机，该发动机干重930公斤，长1.583米、宽0.896米、高0.91米，额定功率580马力，额定转速为2000转/分，燃油消耗率不大于238克/千瓦/小时。这种性能较好的发动机在较大程度上提高了69式坦克的机动性能。
69式坦克的传动和操纵装置结构与59式中型坦克的不同之处是传动箱主、被动连接齿轮颈部增加了一道密封环槽，改善了密封，减少了漏油；中间齿轮的齿数由33个齿改为32个齿，这样使齿根增厚，轮齿抗弯曲的强度增大，提高了齿轮的寿命；行星转向机改进了密封装置，加了1个毡垫和1个挡油盘及相应的回油孔道。此外，还有少数部件做了改进。69式坦克的行走机构与59式坦克基本相同，只是对某些部件稍加改进，如主动轮的安装采用一对锥形套定心；主动轮花键采取高频淬火，以提高轮毂花键齿的寿命等。
3、装了新设计的100毫米滑膛炮，火炮全质量为1970公斤。炮身全长5.705米，身管长5.45米，身管中段偏前处装有抽气装置，驻退机和复进机并列布置在火炮上方。69式坦克采用滑膛炮的目的是为了发射长杆式脱壳穿甲弹，因为中国的科研人员已正确认识到长杆式脱壳穿甲弹是今后最有发展前途的弹种。而在英国人发明滑动弹带以前，著名的L-7线膛炮不能发射长杆式脱壳穿甲弹，这是由于线膛炮发射的炮弹旋转速度太大，降低了长杆弹的穿甲能力。69式坦克100毫米滑膛炮使用穿甲弹时直射距离为1736米，最大射程11847米。除配有长杆式脱壳穿甲弹外，69式坦克主炮还配有破甲弹和榴弹，弹药基数为44发(其中包括13发尾翼稳定脱壳穿甲弹、13发破甲弹和18发榴弹)。炮弹布置为两个弹架油箱内装弹19发，发动机隔板前中组弹架装弹12发，战斗室左侧装甲板上固定2发，右侧装甲板上固定4发，炮塔右壁上固定2发，炮塔尾部固定5发。但要说明的一点是，69式的100毫米滑膛炮并不很成功，这是因为当时使用的发射药的火药残渣留膛，使火炮经常需要擦拭，因此部队并不喜欢这种坦克炮。到80年代，由于线膛炮发射的长杆式脱壳穿甲弹研制成功，69式又改回100毫米线膛炮。
4、69式坦克火控系统和观瞄装置比59式坦克先进，安装了激光测距仪和双向稳定器。其中安装在火炮防盾上的激光测距仪大大提高了测距精度，使测距误差从59式坦克的50米减小到10米以内；火炮的双向稳定器中，高低向采用液压式控制和驱动，水平向采用电力机械式控制和驱动。69式坦克的观瞄装置为69式100毫米滑膛坦克炮瞄准镜、70式炮长夜间主动红外瞄准镜和69式车长主动红外昼夜观察镜。由于炮长和车长的夜视装置为主动红外式，因此，炮塔上装有炮长红外大灯和车长红外灯。这些火控设备和夜视夜瞄装置，提高了69式坦克的首发命中率和夜战能力。
5、69式坦克的车体底板碗形底两侧和侧装甲板对接处由59式坦克的缓慢弯曲改为7度角外倾斜弯折，使平衡肘支架由7种减少为4种，简化了制造工艺；在驾驶员的右侧增加了柴油分配开关、手摇柴油泵、排气开关和透明的柴油油量显示器(59式坦克的这些装置都放在车长座位下方)；为方便装填手装填炮弹，69式坦克的战斗舱底改为旋转底板；为了配合双向稳定器和方向机的安装，将炮塔座圈尺寸进行了调整，齿宽增加了2毫米，相应地将8块座圈护板的宽度尺寸也增加了2毫米。
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