Концепция данной боевой машины, тогда именовавшейся ИС-5, была представлена конструктором Жозефом Котиным еще в 1944 году. Однако руководством минобороны была сделана ставка на другие перспективные модели - ИС-6 и ИС-7. Впрочем, спустя несколько лет от них было решено отказаться, военные вернулись к разработке Котина, которая в конце 1940-х стала проходить уже под названием ИС-8. После смерти Сталина утвердилось окончательное наименование - Т-10.
Изначально идея заключалась в развитии проектов ИС-3 и ИС-4 в плане повышения надежности и усиления бронезащиты, а также проходимости и маневренности соответственно. Бронирование танка выполнялось по принципу рациональных уклонов бронелистов, когда повышение их стойкости достигается за счет расположения под наклоном к расчетной траектории полета снаряда. Лобовая часть корпуса выполнялась по схеме "щучий нос", а обводы башни оптимизировали для условий прохождения ударной волны ядерного взрыва.
Основу вооружения Т-10 составляла новая 122-миллиметровая пушка Д-25ТА. Она снабжалась электромеханическим досылателем снарядов и гильз, позволившим повысить скорострельность до трех-четырех выстрелов в минуту, тогда как у предыдущих "ИСов" этот показатель составлял два-три выстрела.
Танк изначально обладал большим модернизационным потенциалом, поэтому за время серийного производства с 1954 по 1966 годы выпускались несколько моделей. Т-10А получил более совершенную пушку со стабилизатором в вертикальной плоскости, новое прицельное оборудование и прибор ночного видения. Т-10Б стал развитием предыдущей модели, отличался двухплоскостным стабилизатором и более совершенным прицелом. Т-10БК - командирский танк, где устанавливались дополнительная радиостанция и зарядный агрегат. Делалось это за счет сокращения боекомплекта.
Наибольшее количество изменений произошло в варианте Т-10М. Этот танк получил новую пушку М-62-Т2 с высокой баллистикой и новый же двухплоскостной стабилизатор 2Э12 "Ливень". Также вместо пулемета ДШК калибра 12,7 миллиметра ставились 14,5-миллиметровые пулеметы КПВТ. Броня башни была усилена до 250 миллиметров в лобовой части. Приборы ночного видения получили все члены экипажа, кроме заряжающего.
В общей сложности было произведено свыше полутора тысяч танков Т-10. По мнению ряда специалистов, эта боевая машина могла оставаться конкурентоспособной вплоть до конца 1980-х при условии установки новой системы управления огнем и навесной динамической защиты. Окончательно Т-10 были сняты с вооружения только в 1993 году.