从1941年6月开始，新生产的M3开始采用D39273焊接炮塔。这种炮塔从顶部看外形类似马蹄铁。其整个侧后部分是由一整块钢板弯曲成形，然后再和顶部和前部焊接到一起。从1941年9月中旬开始，M3坦克开始安装火炮稳定仪。根据英军在北非的作战经验，从1941年10月开始，M3开始安装两个25加仑可抛弃型附加油箱，用以增加车辆的行程，并在正副驾驶员舱口及炮塔侧面手枪射击口上方加装新型潜望镜。车体后部加装储物架。从当年11月起，M3坦克车长指挥塔上多了4条观察缝。
很多人误以为二战期间美军坦克都用汽油发动机。但实际上，从1941年6月开始，美国车辆和铸造公司生产了1 285辆换用T1020柴油机的M3“斯图亚特”，占M3全部5 811辆产量的22%。由于当时美国陆军认为柴油机不如汽油机可靠，而且在汽油机一统天下的装甲部队中引入柴油机将让后勤维修保障复杂化，因此这些柴油机版的M3“斯图亚特”大多数留在美国本土供装甲兵训练，只有小部分在只能捡陆军“洋落”的美国海军陆战队中服役，并投入了太平洋上的岛屿争夺战。
在M3停产后，美国从1942年6月至1943年初，又生产了4 621辆改进型M3A1“斯图亚特”。它与M3的主要区别是取消了炮塔顶部的小指挥塔及车体两侧的机枪。由于改用焊接车体的M3A2并未投产，因此1943年投产的M3A3便成了M3系列中最后一个量产型号。
M3A3车体前部装甲倾斜48度，车体两侧装甲倾斜20度。这么做虽然缩减了车体内部空间，但却明显增加了车体防弹性能，应该说得大于失。M3A3车内由前至后分别为驾驶舱、战斗舱和动力舱。乘员组4人：车长、炮长、驾驶员和机电员。驾驶员和机电员位于车体前部，驾驶员在左，机枪手居右。他俩的舱门上都装有1具潜望镜。机电员除了负责对外联络、检修车载机电设备，还要负责操纵1挺M1919A4型7.62毫米航向机枪。
M3A3坦克的战斗舱位于车体中部，其上安有M44型炮塔。车长和炮长位于炮塔内，车长在右、炮长在左，他们的上方各有一扇舱门。炮塔正中装有1门仰俯角-10～20度的M6型37毫米坦克炮，炮口初速752米∕秒，理论射速30发∕分。配用的穿甲弹和高爆榴弹高达174发。火炮右侧装有1挺M1919A5型7.62毫米并列机枪。车长舱门外装有1挺M1919A4型7.62毫米高射机枪。3挺车载机枪虽分为2个型号，但枪口初速均为854米∕秒，理论射速400～500发∕分。每挺备弹2 500发，全车枪弹携行量共计7 500发，分装在30个250发容量的弹药箱里。
M3A3坦克的动力舱位于车体后部，装1台7缸W670-9A型汽油发动机，转速达2 400转∕分时输出功率为252马力。汽油机发出的动力经变速箱、传动轴传递到位于车体前部两侧的主动轮。
M3A3“斯图亚特”轻型坦克车长5.02米，车宽2.52米，至炮塔顶部高2.56米，炮塔正面装甲厚44毫米，战斗全重14.7吨，公路最高时速50千米∕小时，最大公路行程216千米，最大爬坡度60%。按美军配置，每位M3A3车组成员均随身携带1支M1911A1型11.43毫米自动手枪，随车还备有M1型“汤姆森”冲锋枪及Mk.2型手榴弹，以备车组成员下车战斗时使用。此外，M1919A4型航向机枪及防空机枪也可从车上拆下来，装上随车携带的三角架后使用。
M3A3在外观上与M5A1极为相似，主要识别特征有两个。一是M3A3车体后方的动力舱无突起，车体上方平坦，而M5A1因为要容纳双发动机，因此动力舱上方装甲板明显突起。二是M3A3车体两侧装甲板有20度的倾角，而M5A1车体两侧是垂直装甲。
运输大队送上门
M3系列坦克产量虽十分可观，但到二战中后期，无论是火力、机动性，还是防护性能均已落伍。因此它在美军中多用于训练和战场侦察。美国根据“租借法案”将其大量提供给英国、苏联等战时盟国，而中国也位列其中。
从1943年起，中国驻印军开始在印度兰姆迦接受美式训练。当年10月，驻印军战车训练班正式开班，由前交辎学校辎重兵科教育处长蔡宗濂担任训练班主任。依靠从加尔各答港接收的145辆M3A3“斯图亚特”轻型坦克，200辆6轮大卡车和50辆吉普车，以及刚从战车训练班毕业的学员，中国驻印军成立了“中美第一暂编战车群”，下辖7个战车营。战车第1营于1944年3月投入胡康河谷作战，不仅多有斩获，而且曾打下日军第18师团团部驻地瓦鲁班，击毙日军大佐2名、中佐1名、大尉1名以下500余人，缴获该师团司令部关防。战车第2营虽也奔赴前线，但多数时候是作为战役预备队使用，参战次数、规模和战果均不及战车第1营。
