Несмотря на успешную эксплуатацию M2A4, танк явно нуждался в переработке устаревшей ходовой части. Помимо этого, приказ от 3 июня 1940 года рекомендовал к производству с 1941 года танки с увеличенной до 38 мм толщиной лобового бронирования. Модифицированный вариант танка 5 июля 1940 года получил обозначение light tank M3. Помимо усиленного бронирования и переработанной подвески, лучше распределявшей нагрузку и снижавшей давление на грунт, танк получил клёпаные корпус и башню. С марта 1941 года, когда этот танк сменил в производстве M2A4, и до прекращения серийного производства в июле 1942 года, с единственным дополнительным танком этого варианта, выпущенным в октябре того же года, было произведено 4525 танков этого варианта, известного также под его британским обозначением Stuart I. Помимо этого, в ходе серийного выпуска с июня 1941 года до августа 1942 года, с дополнительными 4 машинами, выпущенными в январе 1943 года, было произведено 1285 «Стюартов» M3 с дизельным двигателем «Гайберсон», получивших официальное обозначение light tank M3 (diesel), а в британских войсках известных как Stuart II. В число 5810 выпущенных танков этого типа входят также так называемые «гибридные» версии, выпускавшиеся с улучшениями, накопившимися в ходе производства.

   Ещё до начала производства «Стюартов», опыт боевых действий в Европе показал очень опасный недостаток клёпаных корпусов — при попадании в них снаряда, а порой даже и пули крупного калибра, из-за деформации броневых листов заклёпки отскакивали внутрь танка, становясь дополнительными поражающими элементами. Более того, броня могла полностью отразить снаряд, но отскочившие заклёпки поражали экипаж столь же надёжно, как и его взрыв внутри танка. В связи с этим, после тестирования корпусов M3 артиллерийским обстрелом, исследовательский комитет 27 декабря 1940 года рекомендовал производство танка M3 со сварной башней, поскольку именно она являлась наиболее уязвимой в этом отношении. Вариант с гранёной сварной башней с клёпаной командирской башенкой и утолщённой до 51 мм маской орудия, производившийся с апреля 1941 года, известен как «Стюарт» Тип 2 (англ. Stuart Type 2). Аналогичные танки, но с дизельным двигателем, известны в литературе как «Стюарт» Тип 3 (англ. Stuart Type 3). Помимо повышения защиты экипажа, сварная конструкция, за счёт избавления от полосок и уголков каркаса, уменьшала вес танка, а также несколько увеличивала внутреннее пространство.

   Приказ от 27 марта 1941 года требовал скорейшей замены собиравшейся из поверхностно закалённых броневых плит башни, и вскоре M3 получили новую полностью сварную башню из гомогенной стали характерной подковообразной формы; борта и корма башни изготавливались из единой гнутой детали. На башнях этого варианта всё ещё сохранялась командирская башенка, но теперь она приобрела круглую форму и избавилась от смотровых щелей, наблюдение за полем боя стало осуществляться при помощи перископов. Этот вариант, выпускавшийся с октября 1941 года, известен в литературе как «Стюарт» Тип 4 (англ. Stuart Type 4), а его дизельная версия — как «Стюарт» Тип 5 (англ. Stuart Type 5).

   Постепенно накапливавшиеся в ходе производства и эксплуатации ранних «Стюартов» улучшения привели к появлению переработанной версии, получившей обозначение M3A1, в Великобритании известной как Stuart III, а в литературе — «Стюарт» Тип 10, запущенной в производство в мае 1942 года. Всего до конца серийного производства в феврале 1943 года был выпущен 4621 танк этой модификации, в том числе 211 оборудованных дизельным двигателем машин, получивших в британской армии название Stuart IV, а в литературе известных как «Стюарт» Тип 11 (англ. Stuart Type 11). Танки этой версии получили новую башню подковообразной формы с утолщённым до 32 мм бортовым и кормовым бронированием, вращающимся полом башни, известным как башенная «корзина», электроприводом башни, стабилизатором орудия в вертикальной плоскости и многими другими усовершенствованиями. Кроме того, M3A1 получили новый корпус, собиравшийся в основном при помощи сварки, и переработанное боевое отделение без пулемётов в спонсонах корпуса. Версия M3A1 с полностью сварным корпусом, производство которой началось вскоре, в литературе известна как «Стюарт» Тип 12 (англ. Stuart Type 12) или M3A1 «поздних» серий, а её оснащённый дизельным двигателем вариант — как «Стюарт» Тип 13 (англ. Stuart Type 13). Планировалось также использование для этого варианта индекса M3A2, но в итоге он так и остался невостребованным.

   Помимо этого, до начала серийного выпуска M3A1 было произведено 4 так называемых «гибридных» варианта «Стюартов», получивших новую башню вместе с другими улучшениями, накопившимися в ходе серийного производства, с целью как можно скорее внести их в серийные машины. Однако зачастую частичные изменения лишь усложняли танк, не давая желаемого эффекта, и особой популярностью у экипажей «гибридные» «Стюарты» не пользовались.

   Танки M3 ранних вариантов были классифицированы как «ограниченно стандартные» в мае 1943 года, хотя в реальности были в основном заменены в войсках на более новые машины ещё к 1942 году, а в следующем месяце в эту категорию были переведены и M3A1. В июле того же года были переведены в класс «устаревших» ранние M3, а также дизельный вариант M3A1, из-за сложностей в обеспечении армейских частей двумя видами топлива.

   В апреле 1942 года танковое командование подало запрос на оснащение M3A1 корпусом из наклонных бронеплит, схожим с разрабатывавшимся M5. Новый вариант танка получил обозначение M3A3 и за время серийного производства с января 1942 года по сентябрь 1943 года было выпущено 3427 танков этого варианта, известного в британской армии под названием Stuart V, а в литературе — как «Стюарт» Тип 14 (англ. Stuart Type 14). Помимо нового корпуса с наклонными верхним лобовым и верхними бортовыми листами, значительно увеличившими внутренний объём и улучшившими условия работы экипажа, танк получил изменённую башню с кормовой нишей, в которой размещалась радиостанция и противопылевые фальшборты, закрывавшие верхнюю часть гусениц. Почти все выпущенные M3A3 были поставлены в другие страны по программе ленд-лиза.

Броневой корпус и башня
   «Стюарты» имели дифференцированную противопульно-противоснарядную броневую защиту. Броневой корпус танка имел простую коробчатую форму и собирался из катаных броневых плит и броневых листов, за исключением литых нижней лобовой детали и маски орудия.

   На ранних «Стюартах» модификации M3 корпус собирался при помощи заклёпок из поверхностно закалённых броневых плит и броневых листов, на каркасе из подкладных полосок и уголков. Затем на танках M3A1 ранних серий корпус начал собираться частично при помощи сварки, с использованием плит из гомогенной стали, а начиная с M3A1 поздних серий перешли к полностью сварным корпусам. Лобовая часть танка имела ступенчатую форму и состояла из вертикальной верхней лобовой детали толщиной 38 мм и углом наклона 17° к вертикали, средней сильно наклонённой детали толщиной 16 мм, расположенной под углом 69°, и литой гнутой нижней детали, расположенной под углом от 23° до 90° к вертикали. Бортовые листы корпуса имели толщину 25 мм и устанавливались строго вертикально. Кормовая часть танка собиралась из бронеплит толщиной 25 мм и состояла из большой нижней детали, расположенной под углом 20°, и козырька, состоявшего из верхней и средней деталей, расположенных под углами 59° и 0° соответственно. Крыша танка имела толщину 13 мм, а днище — от 10 мм в моторном отделении до 13 мм в передней части. Начиная с модификации M3A1, корпуса «Стюартов» оснащались внутренней обивкой, смягчавшей вызванные жёсткой подвеской частые удары экипажа о корпус машины при движении по неровной поверхности.

   «Стюарты» модификации M3A3 получили новый полностью сварной корпус из наклонно расположенных катаных гомогенных броневых плит с увеличенным внутренним объёмом. Состоявшая из двух деталей ступенчатая верхняя лобовая часть была заменена единой деталью толщиной 25 мм, расположенной под углом 48° к вертикали. Кроме того, люки стрелка и механика-водителя были перенесены на крышу танка, что дополнительно повысило снарядостойкость лобовой части. Наклонными также стали верхние бортовые детали, расположенные под углом 20°. Бронирование кормовой и нижней бортовой частей танка осталось без изменений.

   Посадка и высадка командира и заряжающего осуществлялась через люк (начиная с M3A1 — два индивидуальных люка) в крыше башни, а механика-водителя и стрелка — через люки в верхней лобовой детали корпуса (на модификациях с наклонным лобовым листом — в крыше корпуса).

   Башня танка у M3 ранних серий — восьмигранная, собиравшаяся на каркасе из подкладных уголков из поверхностно закалённых катанных броневых листов. Уже вскоре после начала серийного выпуска перешли к сварной сборке башни. Толщина лобовой плиты башни составляла 38 мм при угле наклона 10°, а толщина строго вертикальных бортовых и кормовых плит — 25 мм. Крыша башни имела толщину 13 мм. Максимальная толщина литой маски орудия составляла 38 мм. Уже начиная с M3 поздних серий начали устанавливать новую башню «подковообразной» формы, собиравшуюся при помощи сварки из катаных гомогенных броневых плит — гнутой «подковы» толщиной 32 мм и лобовой детали толщиной 38 мм, с теми же углами наклона. Максимальная толщина маски орудия на таких башнях была увеличена до 51 мм.

   Вращение башни на танках модификации M3 осуществлялось вручную, при помощи плечевого упора, а начиная с M3A1 — при помощи электропривода. На ранних «Стюартах» командир и заряжающий стояли на полу боевого отделения и были вынуждены передвигаться в соответствии с вращением башни, что было весьма непросто, учитывая проходивший через боевое отделение карданный вал. Поэтому, начиная с модификации M3A1, «Стюарт» получил так называемую «башенную корзину» с сидениями для командира и заряжающего, вращавшуюся вместе с башней. Несмотря на очевидное удобство, «корзина» сокращала и без того небольшой объём боевого отделения, поэтому некоторые экипажи предпочитали снимать её со своих новых танков. На модификации M3A3 у башни появилась кормовая ниша, использовавшаяся для размещения радиостанции.

Вооружение
   Основным вооружением танка являлась 37-мм пушка M6, бывшая танковым вариантом противотанковой пушки M3. Длина ствола орудия составляла 53,1 калибра / 1965 мм на ранних машинах, но вскоре была доведена до 56,6 калибров / 2094 мм. Пушка оборудовалась полуавтоматическим вертикальным клиновым затвором с механизмом извлечения стреляной гильзы, гидравлическим тормозом отката и пружинным накатником. Начиная с модификации M3A1, на орудии стал устанавливаться телескопический прицел M4 или M5A1. Теоретическая скорострельность орудия достигала 30 выстрелов в минуту, но в реальности была значительно меньше. Из-за задержек с поставками пушек M6, некоторые «Стюарты» ранних серий получили 37-мм пушки модели M5 в установке M20, аналогичные устанавливавшимся на танке M2A4. M3 с такими орудиями легко отличимы по размещённым под стволом противооткатным устройствам, вынесенным за пределы башни и прикрытым броневым кожухом.

   Орудие размещалось в спаренной с пулемётом установке M22 (на ранних M3), M23 (поздние M3, M3A1 и M5) или M44 (M3A3 и M5A1). Вертикальная наводка, в пределах −10…+20°, а на M3 с ручным поворотом башни и точная горизонтальная, в пределах ±10°, осуществлялись при помощи секторного механизма, имелась также возможность наводки качанием орудия при помощи плечевого упора. На модификациях с электроприводом башни горизонтальная наводка осуществлялась исключительно её поворотом. Начиная с модификации M3A1, орудие оборудовалось стабилизатором в вертикальной плоскости, многократно повышавшим точность стрельбы на ходу, но в реальности этот сложный механизм, требовавший специальной подготовки экипажа, чаще всего отключался. Для наведения орудия использовался телескопический прицел M40A2 (поле зрения 9°, увеличение ×1,44). На танках модификаций M3A3 и M5A1 использовался перископический прицел M70D (поле зрения 12°19′, увеличение ×3).

   Боекомплект пушки составляли, в зависимости от модификации, от 103 до 174 унитарных выстрелов с бронебойными, осколочными и картечными снарядами. Первоначально укладка для боекомплекта размещалась на полу боевого отделения под башней, но на модификациях M3A3, M5 и M5A1 боекомплект удалось значительно увеличить за счёт размещения дополнительных снарядов в надгусеничных нишах.

   Помимо пушки, вооружение танка модификации M3 составляли пять 7,62-мм пулемётов «Браунинг» M1919A4. Один из них находился в спаренной с пушкой установке и управлялся командиром, другой был расположен в шаровой установке в лобовом листе корпуса и обслуживался стрелком. Ещё два размещались в бортовых спонсонах, огонь из них вёл дистанционно механик-водитель при помощи спусковых тросов. Угол наведения шаровых установок этих пулемётов был ограничен, и наведение их на цель осуществлялось обычно поворотом всей машины. Пятый, зенитный, пулемёт был размещён на турели на крыше башни. Начиная с модификации M3A1, отказались от установки бортовых пулемётов и заменили спаренный с пушкой пулемёт более приспособленным к установке в танках вариантом M1919A5. Боекомплект пулемётов, в зависимости от модификации, варьировался от 6250 до 8470 патронов, большей частью размещённых в надгусеничных нишах.

   Для самообороны экипажа, танки оснащались пистолетом-пулемётом Томпсона калибром 11,43 мм, 350—540 (в зависимости от модификации танка) патронами к нему и 14 ручными гранатами (4 оборонительных MkII, 2 наступательных MkIIIA2, 4 дымовых M15 и 2 зажигательных).

Двигатель
   На модификациях «Стюарта» с M3 по M3A3 устанавливался авиационный 7-цилиндровый радиальный бензиновый двигатель воздушного охлаждения «Континенталь» W-670-9A с рабочим объёмом 10,95 л и мощностью 250 л. с. при 2400 об/мин. Топливом для него служил авиационный бензин с октановым числом не ниже 92, в случае крайней необходимости — другой бензин, с октановым числом не ниже 82. На части M3 и M3A1 вместо него устанавливался 9-цилиндровый радиальный четырёхтактный дизельный двигатель воздушного охлаждения «Гайберсон» T-1020-4 рабочим объёмом 16,73 л и мощностью 220 л. с. при 2200 об/мин.

   Четыре топливных бака, вместимостью 51 литр каждый, размещались в моторном отделении и надгусеничных нишах. Высокое потребление топлива авиационным двигателем привело к тестированию в сентябре—ноябре 1941 года установки дополнительных внешних баков. Вскоре на оснащённые такими двигателями «Стюарты» стали устанавливаться на надгусеничных нишах два 94,6-литровых цилиндрических бака, сбрасываемых изнутри танка, что позволило почти вдвое увеличить запас хода танка. Выхлопные газы выводились через карман между нижней и средней кормовыми бронеплитами.

Трансмиссия
   M3 оснащались механической трансмиссией, в состав которой входили:
установленный непосредственно на двигателе многодисковый главный фрикцион сухого трения;
карданный вал;
находящаяся в передней части танка пятиступенчатая синхронизированная коробка передач;
заключённый в единый корпус с коробкой передач дифференциал, служивший также для торможения одной из полуосей или всего танка;
однорядные бортовые передачи с двухдисковыми фрикционами сухого трения.

   Применение на танке автоматической коробки передач усложнило обслуживание и ремонт трансмиссии, но облегчило обучение и работу водителя.

Ходовая часть
   Ходовая часть «Стюарта» осталась единственным узлом, нисколько не изменившимся в ходе серийного производства машины. Четыре одиночных обрезиненных опорных катка с каждой стороны корпуса были сгруппированы попарно в тележки, подвешенные на вертикальных буферных пружинах. Необрезиненный ленивец большого диаметра имел аналогичную подвеску и был опущен до уровня земли, исполняя роль пятого опорного катка. Такая конструкция увеличивала площадь соприкосновения гусеницы с землёй, улучшая сцепление и помогая лучше распределить нагрузку. Верхняя часть гусеницы поддерживалась с каждого борта тремя маленькими обрезиненными поддерживающими катками. Ведущие колёса передние, зацепление гусениц цевочное.

   Каждая из двухгребневых обрезиненных гусениц состояла из 66 траков, с шагом 140 мм и шириной 194 мм. Для улучшения проходимости, на случай недостаточного сцепления гусениц с поверхностью, в стандартный возимый комплект танка входили 34 съёмных грунтозацепа, устанавливавшихся на каждый шестой трак.

Модификации:
M3, Stuart I, «Стюарт» Тип 1 — Базовая версия с клёпаной башней.
M3, Stuart I, «Стюарт» Тип 2 — Версия со сварной гранёной башней.
M3, Stuart II, «Стюарт» Тип 3 — Тип 2 с дизельным двигателем.
M3, Stuart I, «Стюарт» Тип 4 — Версия со сварной башней подковообразной формы с командирской башенкой.
M3, Stuart II, «Стюарт» Тип 5 — Тип 4 с дизельным двигателем.
M3, Stuart Hybrid, «Стюарт» Тип 6 — «Гибридная» версия с башней от M3A1, но с ручным поворотом башни и без башенной «корзины».
M3, Stuart Hybrid, «Стюарт» Тип 7 — Тип 6 с дизельным двигателем.
M3, Stuart Hybrid, «Стюарт» Тип 8 — «Гибридная» версия с клёпано-сварным корпусом и башней, аналогичной Типу 6.
M3, Stuart Hybrid, «Стюарт» Тип 9 — Тип 8 с дизельным двигателем.
M3A1, Stuart III, «Стюарт» Тип 10 — Версия с новой башней с электроприводом и башенной «корзиной», а также смешанным клёпано-сварным корпусом.
M3A1, Stuart IV, «Стюарт» Тип 11 — Тип 10 с дизельным двигателем.
M3A1, Stuart III, «Стюарт» Тип 12 — Аналогичная Тип 10 версия, но с полностью сварным корпусом.
M3A1, Stuart IV, «Стюарт» Тип 13 — Тип 12 с дизельным двигателем.
M3A3, Stuart V, «Стюарт» Тип 14 — «Стюарт» с полностью переработанным увеличенным корпусом с наклонной вертикальной бронёй, новой башней с кормовой нишей и противопыльными фальшбортами над гусеницами.
M5, Stuart VI — Базовая версия с башней от M3A1.
M5A1, Stuart VI — Улучшенная версия с башней от M3A3.

Тактико-технические характеристики M3 Stuart:
Классификация: лёгкий танк
Боевая масса, т: 12,7
Компоновочная схема: отделение управления спереди, моторное сзади
Экипаж, чел.: 4
История
Годы производства: 1941—1944
Годы эксплуатации: с 1941
Количество выпущенных, шт.: 23 685
Размеры
Длина корпуса, мм: 4531
Ширина корпуса, мм: 2235
Высота, мм: 2640
Клиренс, мм: 420
Бронирование
Тип брони: стальная поверхностно закалённая
Лоб корпуса (верх), мм/град.: 38 / 17°
Лоб корпуса (середина), мм/град.: 16 / 69°
Лоб корпуса (низ), мм/град.: 44 / 23—90°
Борт корпуса, мм/град.: 25 / 0°
Корма корпуса (верх), мм/град.: 25 / 59°
Корма корпуса (середина), мм/град.: 25 / 0°
Корма корпуса (низ), мм/град.: 25 / 20°
Днище, мм: 10—13
Крыша корпуса, мм: 13
Лоб башни, мм/град.: 38 / 10°
Маска орудия, мм/град.: 38 / 0—14°
Борт башни, мм/град.: 25 / 0°
Корма башни, мм/град.: 25 / 0°
Крыша башни, мм: 13 / 75—90°
Вооружение
Калибр и марка пушки: 37-мм M6
Тип пушки: нарезная
Длина ствола, калибров: 53,1
Боекомплект пушки: 103
Углы ВН, град.: −10…+20
Прицелы: M40A2
Пулемёты: 5 × 7,62-мм Браунинг M1919A4
Подвижность
Тип двигателя: радиальный 7-цилиндровый карбюраторный воздушного охлаждения
Мощность двигателя, л. с.: 250
Скорость по шоссе, км/ч: 61
Запас хода по шоссе, км: 113
Запас хода по пересечённой местности, км: 72
Удельная мощность, л. с./т: 17,9
Тип подвески: сблокированная попарно, на горизонтальных пружинах
Удельное давление на грунт, кг/см²: 0,60
Преодолеваемый подъём, град.: 35
Преодолеваемая стенка, м: 0,6
Преодолеваемый ров, м: 1,8
Преодолеваемый брод, м: 0,9