
M4A3E2的炮塔则是源自于T23实验中型TK的炮塔,只不过M4A3E2的炮塔也在T23的基础上大幅加强了装甲厚度。除炮盾外,M4A3E2的炮塔装甲厚度无论是前后左右都达到了152mm,仅有炮塔座圈上部较为难以被击中的一圈装甲保留了T23的63mm装甲。M4A3E2那厚实的炮盾更是丧心病狂,在M3型75m火炮原本50mm厚的内炮盾外,M4A3E2还在外层焊接了一块厚达127mm的装甲,使得炮盾装甲的总厚度高达177mm,基本与车体正面的防护水平持平。而且这个由近一吨钢材打造的炮盾覆盖了炮塔正面超过3/4的面积,也极大提升了M4A3E2炮塔正面的抗打击能力。相比于T23中型TK的9303kg重的原装炮塔,M4A3E2的炮塔足足增重了2267kg,仅炮盾就比原本的炮盾增重498kg。当然,装甲的极大加强也使得M4A3E2的重量急剧上升,战斗全重达到了38.1吨,比普通的M4A3足足重了6吨。

第一辆底盘编号50326的量产型M4A3E2在1944年6月8日被运送到克莱斯勒TK试验场进行公路和野外行驶实验,以测试更重的车身是否会给动力和悬挂系统带来较大影响。此后在1944年9月,这辆M4A3E2又被送到了阿伯丁TK试验场进行防护能力测试直至彻底报废。在试射中,实验人员使用75mm、76mm火炮向M4A3E2的车体、炮塔正面射击,结果无一击穿。即便使用90mm火炮向其射击,M4A3E2的表现也相当坚挺,仅有射向首上上半部分的一枚90mm炮弹勉强击穿了101mm的倾斜首上装甲。

如果一定要做一个对比的话,就连虎式TK的正面装甲都没有M4A3E2坚挺。不过美中不足的是,原版M4A3E2只安装了短身管75mm火炮,反TK火力略有不足。如果一辆M4A3E2在战场上正面遭遇一辆虎式TK,那么它们都将无法击穿对方的正面装甲。