美国在1983年采用M16A2代替M16A1后，台湾也开始寻找新一代的步枪，当时曾有传言将装备FNC。但台湾军方经过考虑后，最终还是决定参照M16A2的发射模式，改进T65步枪继续使用。新枪在1986年完成原型枪试验，并命名为T65K2。
T65K2基本上维持T65的结构特征，但增设了三发点射控制机构，实现的方法与M16A2相同，是在击发机构上增加一组点射棘轮，因而也遗传了M16A2点射机构的缺点——如果点射时过早地松开扳机，下次再扣压扳机时，只能打出1、2发弹。但M16A2的点射控制机构并不带有全自动功能，而T65K2则同时带有3发点射和全自动功能。但快慢机柄的转动角度达270度，单手操作会很难拨到全自动档。
此外，T65K2还改变了膛线缠距，使之发射新型的TC74步枪弹（SS109规格的5.56mm弹）。在T65K2上的其他改变还有：增加提把，提把右侧增加一组固定夹具，方便安装瞄准装置（注：在外观特征上，T65和T65K1都没有提把）。枪托、护木和握把用绿色涂装，增强步枪的伪装性。消焰器上有8个泄气小孔，起制退作用。
T65K2在1987年提交部队使用，除了被台军装备外，还出口到一些南美洲和非洲的第三世界国家。据说T65原本有许多遭到诟病的问题多是生产质量低和材料技术差所至，此外更重要的原因是使用的士兵保养不妥。联勤205厂为了提高T65K2的产品质量，专门引进冷锻机械等先进设备来生产，并向欧美订购枪管钢材，又严格控制生产质量。不过在多年来的使用中，仍然是从部队的反馈中发现存在有许多大大小小的毛病，例如上护木的固定螺栓经常脱落，后来又重新设计了护木的固定形式。
在T65K2的基础上，联勤又推一些衍生型，包括在1990年代前后研制的短枪管的突击型，其长形消焰器的特征系仿照美国的XM177E2。在1995～1996年间又研制了T65K3，改进了活塞系统、击发机构和复进/缓冲装置，并把枪管略为缩短。T65K3虽然没有获得采用，但其一些技术后来被T86继承。另外还有一种枪管封闭的T65K2教学枪。
