Методами оптической металлографии, просвечивающей электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа проведены исследования микроструктуры и фазового состава низкоуглеродистых сталей 10Г2ФТ и 06МБФ, подвергнутых интенсивной пластической деформации методом равноканального углового прессования из различных исходных состояний (после нормализации, закалки, закалки и последующего высокого отпуска). Независимо от исходного структурно-фазового состояния при равно-канальном угловом прессовании в исследуемых сталях формируется субмикрокристаллическая зеренно-субзенная структура с размером элементов ≈300 нм (феррит), стабилизированная дисперсными частицами. При близком размере элементов суб-структуры после равноканального углового прессования исследуемые состояния характеризуются различным уровнем прочностных свойств: наибольшими значениями предела текучести и микротвердости обладает сталь 10Г2ФТ, сформированная из исходно закаленного состояния (σ[0,2]=1125 МПа, H[μ]=3,7 ГПа), в сравнении со сталями 10Г2ФТ и 06МБФ, полученными из двух других состояний (σ[0,2]=960-990 МПа, H[μ]=3,1-3,3 ГПа). Проанализированы основные физические факторы, определяющие характер субмикрокристаллической структуры низкоуглеродистых сталей после интенсивной пластической деформации, и проведена оценка вклада основных механизмов упрочнения в предел текучести стали.