Танк разрабатывался как глубокая модернизированная версия танка Т-54. Работы велись в нижнетагильском конструкторском бюро Завода № 183 на основании постановления Совета министров СССР № 347—205 от 24 февраля 1955 года. Главным конструктором проекта был назначен Л. Н. Карцев. В случае принятия на вооружение танк должен был получить наименование Т-54М. Рассказывает wofmd.com
Отличительные особенности: новые ведущие колёса, новая 100-мм пушка Д-54Т, прибор ночного наблюдения ТВН-1.
В феврале 1956 года были собраны три опытных образца машины и были отправлены на заводские испытания. В декабре 1956 года испытания были закончены и машины были переданы заказчику на полигонно-войсковые испытания. Однако во время испытаний были выявлены серьёзные замечания. По результатам испытаний, два опытных образца были доработаны и в феврале 1959 года отправлены на повторные испытания.
Испытания пройдены не были вследствие раздутия ствола орудия. В итоге танк «Объект 139» на вооружение принят не был. Основной причиной отказа от постановки в серийное была сложность отработки конструкции новой пушки и боеприпасов к ней. В результате, «Объект 139» серийно не производился, как и другие танки, вооружённые пушкой Д-54ТС (Объект 140, Объект 430, Объект 165).
Впоследствии некоторые конструкционные решения ходовой части, а также приборы наблюдения были использованы при создании танка Т-55. В связи с тем, что «Объект 139» не был принят на вооружение, обозначение Т-54М было переназначено в 1970-е модернизированным Т-54.