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量产型61式的情况 以ST-A4为基础进行细节调整后，ST于1961年4月定型，此时正式废止特车的叫法，称作61式战车，1962年度编列预算，采购最初10辆生产型，首辆生产型于1962年10月完成。根据1962年开始实施的“第2次防卫力整备计划”（2次防），到1966年采购140辆61式，后续经过“3次防”和“4次防”，到1973年完成全部生产（一说为1975年完成最后一辆），数量共计560辆。
61式战车采用4人车组，驾驶员位于车体前部右侧，战斗室内炮手、车长在炮塔右侧前后布置，装填手位于炮塔左侧。炮塔内配备有日本制钢所仿制的61式52倍径90mm战车炮，该炮技术源自1955年随M36坦克歼击车一并提供的M3 90mm坦克炮图纸资料，在此基础上进行仿制而成。该炮倍径略有加长，弹药规格则与美军90mm炮保持一致，主要使用M318A1穿甲弹、M431破甲弹、M71A1榴弹等弹种。虽然在1961年时M318A1穿甲弹已经很难威胁到苏联的主力中型坦克，但M431破甲弹采用了长鼻破甲战斗部，面对大倾斜装甲仍能稳定起爆，具有足够威力。而且M431破甲弹初速可达1170m/s，2km内弹道比穿甲弹更平直，配合车长指挥塔上的测距仪，能够实现较为有效的远距离射击。
61式车载1m测距仪采用合像式原理(一说为体视式原理，但该测距仪为单目镜，不太可能是体视式)，基线长度1米，测距范围为200m到10km。测距仪的放大倍率达到12倍，但仅有3°视场，因此车长通常先以指挥塔上的M15潜望镜(1倍/7倍可变)观察，在潜望镜视场内对准目标后再实施测距。这种测距手段相较传统的密位测距自然更精确一些，但通常只在车辆静止射击时使用，运动中测距仍要依靠密位测距基本功。按照自卫队编写的教范，也可以由炮手实施常用分划快速射击，具体做法是通过61式直接瞄准镜(4倍/8倍)或61式潜望瞄准镜(1倍/6倍)的1000米距离分划对准目标实施射击，在交战中力求先敌开火，并能形成齐射压制扩大先手优势。
这两种炮手瞄准镜均采用物镜随动、目镜固定的炮镜同步方式，炮手在车内观察时，不需随火炮俯仰调整自身姿势。潜望瞄准镜与火炮通过连杆同步，物镜通过减速齿轮驱动，镜头偏转角度始终保持在主炮俯仰角的½，保证瞄准线光路与主炮轴线的平行。直接瞄准镜以同轴形式安装在火炮侧面，这对于车辆从有地形掩蔽的阵地上射击是十分重要的：射击前需通过同轴瞄准镜或打开炮闩观察，确认炮口没有物体阻挡。 61式的火炮俯仰角相对有限，火炮向前时仅+13°到-10°，最大仰角时高爆弹射程约11km，可以胜任一些间瞄射击任务。但由于直接瞄准具内榴弹分划距离仅到4km，为此配备了JM1象限仪、JM9高低瞄准具，平时收纳在炮塔内的皮匣子中，需要时才安装到炮尾上。
61式的炮塔和火炮采用液压驱动方式，保留手摇作为后备。炮塔方向机与火炮高低机共用一台电动机驱动液压泵，在发动机关闭的情况下，仍可由车载电池供电，保证炮塔和火炮运转。炮塔方向驱动最大速度为420密位/秒，这样炮塔大约15秒转动一周。炮塔内有一个方位指示盘，与座圈齿轮相连，可以给出炮塔的准确方向，在前述间瞄射击任务中会用到。61式的车长也具备简单的调炮能力：炮塔方向机的动力驱动把手通过一根连杆延长到车长席，车长可以直接调整炮塔指向目标。不过这个连动机构并没有什么车长控制优先的设计，如果炮手力气大的话，车长不一定拧得过，实际用起来更像是车长和炮手在掰手腕。
61式战车的弹药储存方式颇为有趣：在装填手身后的炮塔尾舱左侧设有一个9发弹药架；在车长身后的尾舱右侧安放电台，电台上方见缝插针又塞了3发炮弹。在装填手脚边的吊篮底板上，竖放着10发炮弹，这样战斗室内即用弹合计达到22发。从50发载弹总量里扣掉22发即用弹，余下的28发备用弹布置方式类似于谢尔曼，主要布置在车体两侧翼子板上，以及炮塔吊篮下。吊篮下的弹药架采取传送带驱动形式，装填手摇动手柄，可以将炮弹送到吊篮底板开口依次拿取。
61式研制时，62式通用机枪及其车载型74式尚未诞生，所以仍采用和美国供与战车相同的M1919A4作为同轴机枪。 按照设计，在战车被毁或失去行动能力时，车组可将同轴机枪拆下，以机枪小组为单位继续战斗，自卫队术语称为下车战斗。
在敌火威胁下实施下车战斗时，要通过车底逃生门离开，这个逃生门设在车体左前侧，位置在第二、第三负重轮的扭杆之间。驾驶员先关闭主开关，切断全车动力，然后匍匐爬过离合器部分，来到逃生门。驾驶员须以脚向后、头向前的要领，先将下半身探出车外，再扭身拿上车载的步枪离开舱口，向前警戒。炮手以手摇方式调整炮塔方向，并将火炮调至最大俯角，以便出入。装填手取下机枪，炮手和车长则带上机枪弹药、三脚架和冲锋枪等，随驾驶员离开战车。 61式的高射机枪采用了遥控枪座与指挥塔相结合的设计，机枪随指挥塔旋转，可从车内控制机枪俯仰，俯仰角为+55°到-10°。击发机构为电磁线圈式，从车内遥控击发，拉机柄也通过滑轮机构连到车内，可从车内上膛，或是排除哑弹故障。这种高射机枪不配备直接瞄准器，而是在车内通过曳光弹判断弹道。
61式的12HM21WT柴油机在ST-A3和A4的12HM20WT基础上改进而来，不带散热系统和空滤的裸轴功率为650马力/2100转，实际装车状态下，功率下降到570马力/2100转。发动机的空滤系统可以选择从动力舱顶部进气，或是从战斗室内进气，一般夏季选用战斗室内进气可以帮助通风，改善车内工作环境。机动性能总体说来尚属良好，其中加速性能值得一提：在平坦硬地面上，200米直道静止加速行驶用时25秒。61式的车内燃料系统主要包含4个油箱，以左右各2个的形式配置在发动机两侧，驾驶员可自行选择左侧或右侧供油。这4个油箱的总容量为450升，大约可以支持135km行驶，动力舱顶部可加挂200升副油箱以扩展航程，有需要时驾驶员可以拉动副油箱分离杆紧急抛弃。61式大部分情况下都使用2号柴油(JIS K 2204规格)，但这种柴油在低于-7.5℃时就会凝固成蜡状，冬季使用需要换油。一般在气温低于-5℃时，就必须改用3号柴油，这种柴油的结蜡温度在-20℃。而对于常年驻扎在北海道地区的第7师团来说，他们的61式战车过冬只换一次油显然是不够的，如果气温进一步降低到-15℃以下，就需要改用更耐寒的4号柴油。为了在动力舱起火时及时扑救，61式配备有自动灭火系统，当舱内温度达到130℃以上时，灭火系统会自动工作，喷射CO₂。作为备份，驾驶室内还设有手动喷射开关，可以遥控启动灭火系统，结合手提式灭火器，以较好地扑灭火险。
在61式车体首上设有方型检修口，装甲板通过螺栓固定，打开后可以将变速转向机构整体拆出，便于检修更换。61式采用5进1退常齿合式变速箱，变速箱前置，通过传动轴从后置的发动机获得动力。变速箱的离合器部分整合了独立的高低挡副变速器，通过脚踏板和压缩空气助力装置操纵：将离合器踏板踏入行程的3/5时，就可分离动力传输，此时可以正常摘挡、挂挡；将离合器踏板踩到底时，就进行高速挡和低速挡离合器之间的切换。这个高低挡切换是为了在坦克行驶遇到困难地形时，暂时增大传动减速比，用于克服障碍，可以说，61式战车实际具备10个前进挡和2个倒挡。不过这里面有相当一部分减速比相近的速度组合，例如高速2挡与低速3挡、高速3挡与低速4挡、高速4挡与低速5挡，彼此减速比相近，合并后相当于有7个前进挡和2个倒挡，在高速3、4、5挡实施高低挡切换，相当于快速降挡。 一般说来，61式战车会以低速2挡起步，这一挡的减速比为3.11，与谢尔曼坦克的2挡减速比相同，然后按照“低2-高2-高3-高4-高5”的顺序逐步升挡。虽然61式的实用挡位数量比谢尔曼更多，但最大行驶速度却没有什么优势，甚至略有落后（45km/h与47km/h），这主要是因为61式的变速箱挡位齿轮比设置较谢尔曼更窄，在相同的速度范围内设了更多的挡位。
受技术水平限制，61式变速箱没有像谢尔曼那样为换挡联轴器增加同步器，这使得61式在换挡时需要踩两脚离合器，摘挡时踩一脚，挂挡时再踩一脚，驾驶员要善用油门-离合控制来使齿轮转速尽可能贴近，减少齿轮和联轴器转速不合导致的碰撞和冲击。这种冲击会沿着挡把传到驾驶员的左手上，因此在战车连队有个口耳相传的注意事项：61式的驾驶员一定得把手表戴在右腕上，以免变速箱的剧烈震动损毁手表。挡把震动严重时会狠狠打到驾驶员的左手上，扑打损伤乃至手指骨折并不稀奇，个别强者甚至有着“手没事但是挡把断了”之类逸闻，不难想象其震动剧烈程度。
61式的车内外通信设备均仿制自美军现有型号，无线电天线设在炮塔尾舱左右两侧。之前有读者提到过天线是直立还是倾斜的问题，实际上61式的炮塔天线有向前水平、向前45°、垂直、向后45°四种角度可调，对应运输、行军、战斗等各种情况的需求。借鉴美国坦克的设计，61式也设有步兵电话，位于车尾左侧储物盒内。
早在ST-A1原型车上，就进行了主动红外夜视仪相关的试验，但相关设备实用化是在61式战车定型服役之后。当时技术研究本部发起了一系列夜视设备研制计划，涵盖步枪狙击、车辆驾驶、火炮瞄准、双筒望远镜等。
首先装备的是63式驾驶夜视仪，这种夜视系统是与步枪用的63式狙击夜视仪同步开发的，驾驶员可将舱口3具JM17潜望镜中间的一具更换为63式驾驶夜视仪，用于满足夜间行车需求。为进一步满足战车夜间瞄准射击的需求，又研制装备了69式炮瞄夜视仪。
69式炮瞄夜视仪分为三大系统：氙光探照灯(投光器)、红外瞄准镜(受像器)、电源变换器(電源変換器)，这三大系统由炮塔内的控制盒(制御器)统一控制。氙光探照灯安装在防盾上方，偏置于左侧；火炮右侧的直接瞄准镜随之拆除，换成红外瞄准镜；电源变换器则是对车载电源进行直流升压，满足氙光灯点亮时的高电压需求，安装在炮塔尾部的储物箱中。
由于电源变换器的尺寸问题，凡是配备炮瞄夜视仪的车辆均采用大型储物箱，而属于易碎物品的氙光探照灯则另外设有木质收纳箱，一般不会随车携带。而作为69式炮瞄夜视仪的附属品，还配备有车长使用的69式夜视望远镜，这种夜视仪只能被动接收红外光，主要用于观察自身和敌方车辆的红外光源。实际使用中，安装夜视仪的61式战车以小队为单位活动，通常采取单车点灯照射的方式，用宽光束搜索目标，窄光束集中照射，其余车辆被动观察，集火射击。探照灯也可通过控制盒开闭红外滤光片，在白光和红外光之间切换以满足多种夜战照明需求。
61式战车服役之后，取代M4战车成为陆上自卫队的主力，而M24战车的缺口则通过引进的M41轻型坦克补充。61式在自卫队素有驾驶手感糟糕的恶名，很大程度是由于这个变速箱造成的，与使用了自动变速箱的M41战车相比这个问题更为显著。另一方面，由于传动装置内部的机油在齿轮的高速搅动下很快就达到70~110℃，对驾驶员来说开车就像在蒸桑拿，夏季训练时经常有驾驶员中暑昏倒，车长呼叫无应答的情况发生。
61式的装甲防护本身并不值得称道，首上45mm倾斜装甲和炮盾125mm装甲不足以防护苏联100mm炮，但在面对苏联海军陆战队的PT-76水陆坦克时，尚有一战之力。随着更为先进的74式战车定型服役，61式全面进行了改修，进行了烟雾弹发射器等项目的升级，继续服役到冷战结束。随着时间进入21世纪，61式终于完成了其历史使命，退出现役。
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