Защелка магазина, расположенная позади спусковой скобы, захватывает магазин при его введении в рукоятку, выключается нажатием на ее шляпку (пуговку). Используются патроны с пулями: со свинцовым сердечником, со стальным сердечником и трассирующей (последние созданы в 1943 г.). Когда патроны израсходованы, подаватель магазина своим зацепом поднимает зуб затворной задержки, которая останавливает затвор в заднем положении. Это сигнал для перезарядки. Ось затворной задержки служит чекой серьги ствола.

Защитой от случайного выстрела служит предохранительный взвод: при постановке на него курка запирается спусковой механизм и затвор. Стрельба самовзводом невозможна. Чтобы начать стрельбу надо взвести курок. На затворе-кожухе размещены мушка и съемный целик. Всего конструкция включает 33 детали, из них 4 — в магазине. Наклон рукоятки — 102 градуса.

Переносился ТТ в закрытой кожаной кобуре вместе с запасным магазином и протиркой и крепился к кобуре длинным ремешком. ТТ представлял собой своеобразное сочетание «маузеровского» патрона, схемы «Кольта» М1911 и внешнего оформления «Браунинга» обр. 1903 г. с внесением ряда оригинальных решений. Сравнительно мощный патрон, длинный ствол и надежное запирание обеспечивало пистолету хорошие боевые свойства. При стрельбе с расстояния 25 м по пакету сосновых досок (толщиной по 25,4 мм, промежуток между досками 75 мм) пуля ТТ пробивала 8-10 досок. Немецкий оружейник Маузер-младший так отзывался об этом пистолете:

«Единственно русскому Токареву удалось вместить столько смерти и силы в крохотное пространство, обозначенное пистолетом ТТ.»

Однако надежность ТТ снижалась с изнашиванием деталей автоматики — значительно раньше, чем приходил в негодность ствол. Подводила и защелка магазина. Иногда самопроизвольно выпадал магазин.

К концу 30-х годов ТТ уже не удовлетворял требованиям к армейскому пистолету. В 1938 г. вновь был объявлен конкурс на 7,62-мм самозарядный пистолет.