1935年，德軍要求研製一種15噸級別的坦克，根據設計要求，MAN、亨舍爾、戴姆勒賓士、克虜伯、萊茵金屬都給出設計方案，經樣車比對，最終德軍採用戴姆勒賓士的37毫米火炮版坦克方案。
雖然古德里安等裝甲指揮官要求使用較大口徑火炮，德軍兵器局曾考慮50毫米火炮方案，但受制於產能和後勤，最終選擇37毫米火炮方案，但增加炮塔面積，為後期改裝大口徑火炮預留空間。
經過A—D型的探索，最終發展出使用短身管火炮的E—H型，使用長身管火炮的J—M型。
三號D型
D型是三號坦克最後一款試驗型，在前期ABC三種試驗型的基礎上進行了改進，使三號坦克基本成型，走向量產。
三號D型
引數：
成員：5人
車重：16噸
車長：5.92米
車寬：2.82米
車高：2.42米
發動機：邁巴赫HL108TR水冷
傳動裝置：6前進檔位、1後退檔位
最大速度：40km/h
行程：165km
無線電：FuG5
武器：KwK 46.5倍口徑37mm坦克炮1門、MG34機槍3挺
炮塔旋轉範圍：360度
俯仰範圍：-10—+20
裝甲：
炮塔前15mm/15度、兩側15mm/25度、後15mm/0度、頂10mm/83度、
車體前15mm/10度、兩側15mm/0度、後15mm/10度、頂10mm/75—90度、底5mm/90度
炮盾：15mm/弧形
三號E型
三號E型
E型是三號坦克第一種量產型，其基本設計為以後各種型號的坦克所繼承，且其使用的扭杆式懸掛系統在以後也被廣泛應用。
為提高坦克機動性，E型安裝了邁巴赫最新的V型12缸水冷發動機—HL120TR型。
全車減少焊接，全面使用鑄造工藝。
由於在進攻法國的戰役中暴露出37毫米火炮的不足，E型後續基本都換裝了50毫米火炮。
引數：
成員：5人
車重：19.5噸
車長：5.38米
車寬：2.91米
車高：2.44米
發動機：邁巴赫HL120TR水冷
傳動裝置：10前進檔位、4後退檔位
最大速度：40km/h
行程：165km
無線電：FuG5
武器：KwK 46.5倍口徑37mm坦克炮（後期換裝42倍口徑50mm坦克炮）1門、MG34機槍3挺
炮塔旋轉範圍：360度
俯仰範圍：-10—+20
瞄具：TZF5a
裝甲：
炮塔前30mm/15度、兩側30mm/25度、後30mm/0度、頂12mm/83—90度、
車體前30mm/9度、兩側30mm/0度、後21mm/10度、頂17mm/77—90度、底16mm/90度
炮盾：30mm/弧形
三號F型
三號F型
與E型相比，F型主要改進了發動機的點火系統，經過改進的發動機型號為HL120TRM，車體前部增加了一個冷卻剎車裝置的通氣孔，取消了炮塔上的老式潛望鏡。
三號G型
三號G型
G型把以前的內裝式炮盾改為37mm外接炮盾，減少1挺機槍，還有一些加裝冷卻風扇以適應在北非的作戰環境。
三號H型
三號H型
H型安裝了50mm火炮，所以對炮塔進行了改進，並且增加了30mm的附加裝甲。
三號J型
三號J型
J型是三號坦克系列中生產數量最多的一種，最初訂購900輛，後來追加到2700輛。
裝備42倍口徑50mm炮的J型最先裝備第2、5裝甲師和1個獨立裝甲團，在1941年9月投入東線，主要用來補充德軍在北非和蘇聯的損失，到1942年6月，共補充了500輛。
長身管火炮的J型在1942年初裝備德軍第3、16、29、60摩托化步兵師和黨衛軍“維京”師。長身管的J型在北非對盟軍格蘭特和瓦倫丁坦克造成了很大殺傷，但在東線，面對蘇軍T34和KV1，火力和裝甲均顯得不足。
J型長身管（60倍口徑）
三號L型
三號L型
L型主要將裝甲厚度增加到30-57mm，駕駛室正面增加了20mm的附加裝甲。
