Již v roce 1956 se na II. výstavě československého strojírenství v Brně objevily 2 nové typy nákladních automobilů pod označením T 137 a T 138. Oba vozy měly 70 % dílů společných, to znamená : motor (na výstavě u T 138 s turbodmychadlem, které se však do sériové výroby nedostalo), spojku, převodovku, centrální nosnou rouru, kabinu a mnohé další. V novém voze se objevily také nové prvky ulehčující řidiči ovládání vozu : hydraulický posilovač řízení, tlakovzdušný posilovač spojky a elektropneumatické řazení. Hlavní rozdíl mezi T 137 a T 138 byl v počtu náprav a z toho vyplývající rozdíl byl i v nosnosti. Oba modely měly shodnou i přední nápravu, u T 137 byla skoro shodná i zadní náprava odpérovaná zkrutnými tyčemi ( ! ). Shodná byla i kola včetně pneumatik a celá brzdová soustava. Oba typy respektovaly nejmodernější vývojové trendy ve vývoji nákladních automobilů, ale přesto koncepčně navazovaly na jiné starší typy.
Základ vozů tvořila opět pro Tatru typická centrální nosná roura, nesoucí přední nápravu odpérovanou zkrutnými tyčemi s nastavitelným předpětím, dále následovala převodovka (obě v jednom bloku), mezikus, rozvodka první zadní nápravy s mezikusem a druhá zadní náprava. Obě byly odpruženy podélně uloženými půleliptickými listovými pery.
U obou vozů se použilo k pohonu zcela nového motoru, který byl umístěný nad přední nápravou kvůli lepšímu nájezdnímu úhlu a větší světlé výšce. Celkově byl mnohem jednodušší, lehčí (vážil 595 kg), menší a stejně výkonný jako u Tatry 111. Motor dostal označení T 928, byl osmiválcový s uspořádáním do "V", s úhlem mezi řadami válců 75° , s ventilovým rozvodem OHV, měl jednu vačku společnou pro sací i výfukové ventily (T 111 měla tři), jeden axiální ventilátor (T 111 měla dva), a novinkou bylo, že motor nebyl chlazen stále (jako u T 111), ale chladil se na základě teploty oleje motoru. Olej procházel kapalinovou spojkou a termostat buď sepl ventilátor nebo ne. Kompresní poměr - 16 ,5: 1, vrtání - 120 mm, zdvih - 130 mm, celkový obsah válců - 11 762 cm3, výkon 180 koní, točivý moment 720 N.m při 1 200 otáčkách za minutu. Mazací soustava měla suchou klikovou skříň, olejovou nádrž na 23 litrů a chladič oleje, který se dal v zimě vypnout, aby nedocházelo k jeho praskání a motor se pak snadněji a rychleji zahřál. Motory namontované ve vystavených vozech T 138 v Brně měly přeplňování turbodmychadlem, nesly označení T 928 K. Byly výkonnější, poskytovaly maximálně 220 koní při 2 000 otáčkách za minutu a vážily 615 kg. Konstruktéři měli za cíl - snížení hmotnosti, snížení spotřeby materiálu a výrobní ceny, lepší využití obestavěného prostoru, současně však i zjednodušení oprav a údržby. Musím konstatovat, že se to vše povedlo splnit beze zbytku. Stavebnicová koncepce motoru umožňovala poměrně snadno a rychle vytvořit další více či méně válcové motory. Elektrická instalace byla 24 V, dva akumulátory, spouštěč 6 koní / 24 V a dynamo 24 V/ 500W.
Spojka zůstala stejně jako u T 111 suchá dvoulamelová. Potřebná síla k jejímu ovládání klesla na 15 kg. Tentokrát však s kapalinovým ovládáním a se vzduchovým posilovačem. Výkon motoru se přenášel pomocí kloubového hřídele od konce motoru (spojky) do převodovky. Tato koncepce byla zvolena proto, aby mohla být ve voze rovná podlaha, a mohly v kabině sedět dva závozníci a jeden řidič.
Obě převodovky byly kompaktní v jednom celku. U hlavní převodovky se použilo nového systému Tatra-Synchron s pěti převodovými stupni vpřed a jedním vzad, přičemž druhý až pátý převodový stupeň byly jištěny tzv. blokovanou synchronizací, která nedovolila zařadit dříve, než měly obě spojované součásti stejné otáčky. Oba stupně v přídavné převodovce se řadily elektropneumaticky pomocí předvoliče na řadicí páce a to tak, že se příslušný "půlstupeň" předvolil na řadicí páce a po sešlápnutí spojkového pedálu se pneumaticky zařadil.
Elektopneumaticky se ovládaly také uzávěrky diferenciálů a řazení pohonu přední nápravy. Diferenciály byly čelní, polonápravy se kývaly kolem hnaciho hřídele s pastorky, čímž odpadly veškeré klouby kromě homokinetických kloubů na přední nápravě.
Řízení bylo šnekové se dvěma palci a provedla se úprava snižující ovládací sílu na volant, sériové vozy byly vybaveny kapalinovým posilovačem (olejové čerpadlo ZBC-10R, nádržka oleje a pracovní válec se šoupátkovým rozvodem). Dosažení celkového rejdu - po 6,5 krát otočení volantem. Celkový rejd 81°.
Brzdy byly dvouokruhové, vzduchotlakové, působící na všechna kola. Ruční brzda byla převodová, působila na buben na konci převodovky. Vůz měl poprvé u Tatry použitou odlehčovací motorovou brzdu.
Kabina měla zvukovou izolaci a byla uložena, stejně jako motor, v pružných silentblocích. Kabina měla nezávislé naftové topení. Sedadlo řidiče bylo mnohostranně seřiditelné, veškeré ovládací prvky byly ergonomicky umístěny, z vozu byl velice dobrý výhled. Vůz poskytoval řidiči maximální pohodlí.
Provoz v terénu umožňovala světlá výška 290 mm, k otočení postačoval průměr 20 m, palivová nádrž měla objem 150 litrů nafty. Stoosamatřičítka jezdila na ráfcích o rozměru 8 x 20", obutých pneumatikami 11 x 20" a dosahovala nejvyšší rychlosti 71, 6 km/h při průměrné spotřebě 36 litrů nafty na sto kilometrů.
Výroba T 138 se rozbíhala velice pozvolna, protože továrna kromě T 111 do roku 1962 vyráběla ještě T 141, T 603 a T 805 do r. 1959. V r. 1963 opustilo továrnu již 3 228 kusů tohoto typu a výroba nadále stoupala. Produkce byla ukončena v r. 1971 a celkem vzniklo 45 996 kusů tohoto automobilu. Vyráběl se opět nemalý počet všech možných provedení - např.:
| podvozky | - bagrovací nástavby (T 138 PP6V) |
| - jeřábové nástavby (T 138 P3, P11, P 18, PP2, PP5, PP6, PP7, PP8V) | |
| - cisterny (T 138 PP5, PP4V, PP7) | |
| - vojenská speciální vozidla (T 138 P1V) | |
| - přepravníky cementu (T 138 PP7) | |
| - požární nástavby, přepravníky živice, oplenové ... (T 138 PP5, P1V) | |
| sklápěče | - jednostrananné (T 138 S1M) |
| - třístranné (T 138 S3M) | |
| valníky | - vojenské , civilní (T 138 V, VN - s navijákem) |
| Provedení | T 138 P3, P11, P18 ... | T 138 V (VN) | ASC - 32 | Tahač návěsu 6 x 6 NTt | Tahač návěsu NT 6 x 6 | Tahač návěsu NTt 4 x 4 | Tahač návěsu NT 6 x 4 |
| Pohotovostní hmotnost | 7 100 kg | 8 900 kg (10 000 kg) | 10 300 kg | 8 000 kg | 8 000 kg | 6 800 kg | 8 000 kg |
| Celková hmotnost | 22 540 kg | 20 900 kg (22 000 kg) | 17 480 kg | 18 240 kg | 18 240 kg | 14 540 kg | 19 240 kg |
| Celková hmotnost soupravy | 31 000 kg | 31 000 kg | 25 000 kg | 31 000 kg | |||
| Celková délka | 7 150 mm | 8 745 mm (8 497 mm) | 8 550 mm | 6 665 mm | 6 665 mm | 5 535 mm | 6 665 mm |
| Celková šířka | 2 438 mm | 2 438 mm (2 442 mm) | 2 470 mm | 2 438 mm | 2 438 mm | 2 438 mm | 2 438 mm |
| Celková výška | 2 440 mm | s plachtou 3 200 mm (3 200 mm) | 2 750 mm | 2 485 mm | 2 485 mm | 2 440 mm | 2 425 mm |
| Rozvor náprav | 3 690 mm + 1 320 mm | 3 690 mm + 1 320 mm | 3 875 mm | 3 690 mm + 1 320 mm | |||
| Rozchod kol vpředu | 1 930 mm | 1 930 mm | 1 930 mm | 1 930 mm | |||
| Rozchod kol vzadu | 1 751 mm | 1 751 mm | 1 751 mm | 1 751 mm | |||
| Základní spotřeba | 30 litrů | 30 litrů (31 litrů) | 35 litrů | 35 litrů | 45, 7 litrů | 32 litrů | 41, 5 litrů |