De opvolgende versie, de M2 had betere rijeigenschappen. In juli 1940 werd een nieuw Armored Force opgericht en ging de ontwikkeling hand in hand tussen de infanterie en de cavalerie en werden voortaan de Combat Cars ook 'tanks' genoemd. De M1 en de M2 werden hernoemt tot de M1A1 en de M1A2. Deze lichte tanks zouden geen actie zien in de Tweede Wereldoorlog maar dienden ter training en waren een belangrijke basis in de verdere ontwikkeling van de lichte tank in Amerika. In de M2A2E3 en de M2A3E3 werden negen cilinder radiale diesel dieselmotoren van Guiberson geplaatst die de tanks een grotere actieradius gaven. De laatste uit de M2 serie, de M2A4 werd voorzien van een 37mm kanon in de toren. Een contract voor 329 voertuigen gaat naar American Car Foundry in oktober 1939. De eerste wordt afgeleverd in april 1940. De order werd uitgebreid tot 365, waarvan de laatste in maart 1941 werd afgeleverd. De M2A4 werd ingezet tijdens de eerste acties in de Stille Oceaan campagnes, maar het merendeel werd gebruikt als trainingsvoertuig.

De Light Tank M3 was een verdere ontwikkeling van het basisconcept de M1. De bepantsering werd verstevigd en dikker uitgevoerd. Hierdoor werd ook de vering zwaarder uitgevoerd. Hadden de vorige modellen zogenaamde 'pistoolpoorten' in de toren, deze vervielen in de M3 versies. Vanaf maart 1941 ging de M3 in productie, ook weer bij de American Car Foundry. Gedurende de productie werden aanpassingen aangebracht, zoals een geheel gelaste toren in plaats van een geklonken toren. Dit was een aanzienlijke winst in het gewicht dat door de extra bepantsering was toegenomen. Half 1941 krijgt het kanon een stabilisator. De Britten die de M3 gebruikte in 1941 in Noord Afrika onder de naam 'Stuart' Mk I, brachten meer belangrijkere verbeteringen aan deze tank, zoals twee extra afwerpbare brandstoftanks om de actieradius te vergroten, spatborden en rookpotten aan de toren. Niet alleen werd de naam 'Stuart' gebruikt door de Britten, de bemanningen noemden haar meestal liefdevol, 'Honey'. De Amerikanen hadden geen andere naam dan de M3 voor het voertuig (of het moesten scheldwoorden zijn om de bekrompen ruimte te verwoorden). Om de motorenaanvoer iets meer lucht te geven, werden 500 M3's uitgerust met de Guiberson T1020 diesel motor.

Een zeer belangrijke verbetering leidde tot de M3A1. De toren kon elektronisch gedraaid worden en de toren had een zogenaamde 'mand' waarin de bemanning zat. In de vorige modellen moesten de lader en schutter 'meelopen' als de toren draaide. Latere modellen van de M3A1 verloren ook de twee extra machinegeweren die aan weerzijden van de romp zaten bij de M2A4 en de M3 en die op afstand bediend werden door de commandant, deze voldeden achteraf toch niet. Van de M3A1 werden er 4621 geproduceerd, waarvan er 1544 naar de Britten gingen.

Meer verbeteringen leidden tot de M3A3 als laatste variant. Dit type had een geheel gelaste romp waarvan de bestuurdersplaats naar voren was geplaatst en iets hoger. Verder kon er meer munitie en brandstof intern vervoerd worden. Van de M3 werden er 5811 geproduceerd tot januari 1943. 1784 daarvan gingen naar de Britse strijdkrachten die de Stuart vooral in Afrika inzette. 1285 van de M3 hadden de Guiberson diesel motor.

Op voorstel van de Cadillac afdeling van de GMC groep om een M3 met een dubbele Cadillac V8 motor uit te rusten in combinatie met hun commerciële transmissie werd in 1941 toestemming gegeven door de Ordnance Department voor een test. Een standaard M3 werd omgebouwd om de ‘Twin’ Cadillac te huisvesten. Om alle twijfel bij de Ordnance Department weg te nemen, maakte deze M3E2 een probleemloze testrit van Detroit naar Aberdeen. De afstand van 500 mijl (800 kilometer) werd met een gemiddelde snelheid van 50 mijl/u (75 km/u!) afgelegd.

En zo ging een nieuwe lichte tank in productie, eerst als Light Tank M4, maar om verwarring te voorkomen met de Medium Tank M4 (Sherman) te voorkomen werd het de Light Tank M5 (de Britse Stuart VI). Om de Cadillac kwijt te kunnen werd de achterzijde van de M5 verhoogd. Verder diende de verbeterde M3A3 (de Britse Stuart Mk V) als voorbeeld voor de verdere ontwikkeling van de M5, die leidde naar de M5A1 in september 1942. Beide tanks hadden een schuin oplopende voorzijde en de luiken voor de bestuurder en zijn bijrijder werden vergroot. Ook de waterafdichting werd verbeterd en aan de achterzijde van de toren werd ruimte gemaakt voor de radio.

Vanaf begin 1943 verving de M5A1 de M5 op de productielijn. Van de M5 types werden er ongeveer 7000 gebouwd en deden tot het einde van de Tweede Wereldoorlog dienst tot deze geleidelijk werden vervangen door de M24 Chaffee Light Tank die vanaf het einde van 1944 in Europa verscheen.

De M5 was altijd in de voorhoede te vinden bij de verkenningseenheden. Door het makkelijke manoeuvreren van de M5 en de snelheid (gemiddeld 60 km/u) was het een geweldige vuursteun voor de voorste verkenners. Helaas was de vuurkracht ontoereikend tegen de Duitse pantsers en de bepantsering te licht, maar tegen de lichte vijandelijke voertuigen en manschappen was het een formidabel wapen.

Een belangrijke variant van de M5A1 was de M8 Howitser Motor Carriage die een 75mm houwitser in een open toren voerde. In 1944-45 werden deze naast de Medium Tank Batalions van Hoofdkwartier Compagnies ingezet als extra vuursteun.

Er werden tests uitgevoerd met een 75mm kanon in plaats van de 75mm houwitser. De tests waren bevredigend, maar er was te weinig ruimte om munitie op te slaan en de bepantsering was te licht om deze tank verder door te ontwikkelen.

Er zijn wereldwijd nog verschillende M3 en M5 Light Tanks te vinden waarvan verscheidene nog gerestaureerd rondrijden. In Normandië zijn enkele opvallende types nog te vinden, zoals de M3A3 in Ouistreham bij het Musée Le Grand Bunker en een geborgen M5A1 in het wrakkenmuseum nabij Port-en-Bessin.