La Guerra Civil española, que estalló en el verano de 1936, fue el escenario en el que los tanques alemanes experimentaron por primera vez un conflicto moderno. Para apoyar al general Franco, tanto Italia como Alemania enviaron tropas de voluntarios a España para luchar contra el Frente Popular, ayudado por Francia y la Unión Soviética. En aquella época, el cuerpo italiano de voluntarios estaba equipado con tanques ligeros L3. Éste era un tanque con blindaje fino y armamento pobre que Fiat había remodelado para el ejército italiano a partir del tanque ligero Carden Loyd Mk VI, que habían llevado desde Gran Bretaña en 1929. Se adoptó el L3 porque el presupuesto militar había sufrido una reducción debido a la depresión que se vivía en todo el mundo, y también porque el ejército italiano consideraba que un tanque tan ligero era lo más adecuado para un país tan montañoso como Italia. En mayo de 1937, momento de más virulencia de la guerra en España, cuando se luchaba cerca de Guadalajara el L3 se vio superado por el tanque ruso T-26 con un cañón de 45mm que tenía el Frente popular. El L3 fue atacado en sus puntos más vulnerables y dejado fuera de combate.
Este hecho no sólo minó el ánimo de los voluntarios italianos, sino que provocó una importante crisis que podía frenar el proyecto de armamento de todo el ejército.
En esta situación, la cúpula del ejército se dio cuenta de la necesidad de un tanque superior que sustituyera al L3 y ordenó a Fiat que comenzara a desarrollar de inmediato un nuevo carro de combate tipo 30 equipado con un cañón de 37mm. Este nuevo tanque vio la luz a principios de 1939 bajo el nombre de M11/39.
El M11/39 tenía un cañón de 37mm en la parte izquierda delantera del casco y estaba equipado con una ametralladora en la torreta giratoria. El peso total era de 11t y la parte más gruesa del blindaje alcanzaba los 30mm. El número de tripulantes era 3. El motor era diesel, con 150cv y una velocidad máxima de 35km/h. Aun así, el M11/39 seguía siendo inferior en prestaciones y capacidad de tiro al T-26B ruso, que era una versión mejorada del tanque Vickers utilizado en la Guerra Civil española, y se clasificó como carro de combate ligero.
En septiembre de 1939, Alemania invadió Polonia y se desencadenó la Segunda Guerra Mundial. Las tácticas en grupo de los tanques alemanes cambiaron radicalmente el concepto que se tenía de los tanques. Hasta primavera de 1939, Italia no organizó tres divisiones blindadas. Pero este país no tenía tanques adecuados para estas divisiones y paralelamente empezó a diseñar un nuevo tanque que estuviera equipado con un potente cañón en la torreta giratoria. Así nació el M13/40, que se consideraría el primer tanque moderno del ejército italiano.
Como había sido creado en tan poco tiempo, aprovechaba el mismo chasis, el casco y la suspensión de ballesta del M11/39. En la torreta se situaba el nuevo cañón semiautomático Ansaldo de 47mm y la ametralladora 38 coaxial. La torreta se controlaba manual o hidráulicamente y podía rotar 360º. En total, el tanque pesaba 13t. El motor era igual que el del M11/39, un diesel V8 refrigerado por líquido con 105cv, por lo que la velocidad máxima seguía sin superar los 31km/h. La tripulación pasó a ser de 4 personas.
El modelo piloto se terminó en la primavera de 1940 y la producción se inició en julio de ese mismo año. En total se fabricaron unas 2.000 unidades, incluyendo las versiones modificadas.
El M13/40 entró en acción por primera vez cerca de Nibeiwa, en el Norte de África, en diciembre de 1940. Los tanques italianos participantes en esa batalla fueron los L3 pertenecientes a las nueve divisiones de infantería destinadas en Libia, los M11/39 que habían formado parte de seis batallones de tanques y un número limitado de M13/40. La división "Ariete", que había desembarcado en Tripoli en enero de 1941, era la primera división blindada italiana que enviaba a África M13/40 como parte esencial de su organización. La siguiente en hacerlo fue la división "Littorio", en enero de 1942, y la última la división "Centauro", que fue enviada a Túnez a principios de 1943.
Los M13/40 no destacaron en el frente del Norte de África. Como ya era habitual en los tanques italianos de aquella época, el M13/40 era lento y no era adecuado para los desplazamientos a larga distancia. Debido al blindaje tan fino que tenía, tampoco servía para apoyar a la infantería.
Además del armamento pobre, el grosor del blindaje y el problema táctico de que el comandante tenía que hacer las veces de artillero, la experiencia en la batalla reveló que el M13/40 tenía problemas de construcción. Como sólo había dos escotillas, los tripulantes no podían entrar a la vez en el tanque, y tenían dificultades para salir de él cuando eran bombardeados. Además, el tanque no tenía ventilación y la tripulación se ahogaba en el calor opresivo de África y con el humo que salía del cañón cada vez que había que cargarlo de nuevo. Por eso, no era raro verlos lanzarse contra el enemigo con las escotillas abiertas. Por otra parte, el cañón de 47mm, con una velocidad inicial de 670m por segundo, sí podía suponer un problema al ejército británico. Pero como los italianos solían disparar en movimiento, el porcentaje de blancos era muy bajo y el M13/40 no podía aprovechar sus recursos al máximo.
Los británicos utilizaron bastantes tanques M13/40 que habían capturado. Según sus propios datos, el 6º Regimiento de Caballería australiano y el 6º Regimiento Real de Tanques los utilizaron sobre todo con fines defensivos contra los alemanes hasta el verano de 1941.