В 1963 году в Харькове под руководством А.А.Морозова одновременно со средним танком Т-64 была создана и его газотурбинная модификация - опытный Т-64Т, отличающийся от своего дизельного собрата установкой вертолетного газотурбинного двигателя ГТД-ЗТЛ мощностью 700 л.с. В 1964-м из ворот Уралвагонзавода в Нижнем Тагиле вышел опытный объект 167Т с ГТД-3Т (800 л.с.), разработанный под руководством Л.Н.Карцева. Конструкторы первых газотурбинных танков столкнулись с рядом трудноразрешимых проблем, не позволивших в 1960-е годы создать боеспособный танк с ГТД. Среди наиболее сложных задач. требовавших поиска новых решений, выделялись вопросы очистки воздуха на входе в турбину: в отличие от вертолета, двигатели которого засасывают пыль, да и то в относительно малых количествах, лишь на взлетно-посадочных режимах, танк (например, совершая марш в колонне) может постоянно двигаться в пылевом облаке, пропуская через воздухозаборник 5-6 куб.м воздуха в секунду. Газовая турбина привлекла к себе внимание и создателей принципиально нового класса боевых машин - ракетных танков, активно разрабатывавшихся в СССР с конца 1950-х.

Это не удивительно: ведь, по замыслу конструкторов, одними из основных достоинств таких машин являлись повышенная подвижность и уменьшение габариты. В 1966 году на испытания вышел опытный объект 288, созданный в Ленинграде и оснащенный двумя ГТД-350 суммарной мощностью 700 л.с. Силовая установка этой машины была создана в другом ленинградском коллективе - авиастроительном НПО им. В.Я.Климова, имевшем к тому времени большой опыт в создании турбовинтовых и турбовальных двигателей для самолетов и вертолетов. Однако в ходе испытаний выявилось, что "спарка" двух ГТД не имеет ни каких преимуществ перед более простой моноблочной силовой установкой, к созданию которой, в соответствии с правительственным решением, "климовцы", совместно с КБ-3 Кировского завода и ВНИИТрансмаш, приступили в 1968 году. К концу 1960-х годов Советская армия располагала наиболее совершенной для своего времени бронетанковой техникой.

Важным достоинством газотурбинной силовой установки явилась ее многотопливность. Обеспечена работа двигателя на реактивных авиационных топливах ТС-1 и ТС-2, дизельных топливах и автомобильных низкооктановых бензинах. Процесс пуска ГТД автоматизирован, раскрутка роторов компрессоров осуществляется при помощи двух электромоторов. За счет выхлопа назад, а также собственной малошумности турбины по сравнению с дизелем, удалось несколько снизить акустическую заметность танка. К особенностям Т-80 следует отнести впервые реализованную комбинированную систему торможения с одновременным использованием ГТД и механических гидравлических тормозов. Регулируемый сопловой аппарат турбины позволяет менять направление потока газов, заставляя лопатки вращаться в противоположном направлении (разумеется, это сильно нагружает силовую турбину, что потребовало принятия специальных мер по ее защите). Процесс торможения танка происходит следующим образом: при нажатии водителем тормозной педали начинается торможение посредством турбины.

Машина принята на вооружение в 1976 году и стала первым в мире серийным танком с основной силовой установкой на базе ГТД. Разработки танковых ГТД в СССР начались в 1955-58 годах. Тогда были изготовлены и испытаны два опытных ГТД мощностью 735 кВт (1000 л.с.). В дальнейшем работы по танковым ГТД проводились Отдельным КБ ?29, г.Омск (1961-65 гг.), ОКБ Челябинского тракторного завода и с 1968 года - НПО им.Климова. Коллектив последнего создал ГТД, получивший наименование ГТД-1000Т. В конструкции боевой машины частично использованы отработанные элементы танка Т-64А: пушка, боеприпасы, автомат заряжания, отдельные узлы СУО и броневой защиты. Новый двигатель, увеличившаяся масса танка и изменившиеся динамические характеристики явились причинами разработки новой ходовой части: гусениц с обрезиненными беговыми дорожками, гидроамортизаторов и торсионных валов с улучшенными характеристиками, опорных и поддерживающих катков, ведущих и направляющих колес новой конструкции. Таким образом, по отдельным элементам конструкции Т-80 был унифицирован с ранее выпущенными танками Т-64А и Т-72, однако в целом это новая машина с повышенным уровнем боевых и технических характеристик.