Осенью 1938 г. был испытан модернизированный вариант ГАЗ-60, развивавший скорость 35 км/ч. К середине 1940 г. завод выпустил около 900 таких машин, оказавшихся сложными, тяжелыми и ненадежными, а осенью собрал опытный экземпляр ГАЗ-60П с передним ведущим зубчатым катком. В попытках предоставить армии полноценные надежные вездеходы в начале 1940 г. завод изготовил 1800 грузовиков ГАЗ-65 с упрощенными съемными гусеничными движителями с задней ведущей звездочкой, приводившейся цепной передачей непосредственно от задних колес автомобиля. Они оказались неработоспособными и развития не получили.
В 1938 г КБ Грачева приступило к проектированию легких командирских автомобилей 4x4, приняв за основу приобретенный в США вездеход «Мармон-Херрингтон LD2» (Marmon-Herrington). Результатом этих работ стали первые советские полноприводные седаны ГАЗ-61-73, фаэтон ГАЗ-61-40, пикап ГАЗ-61-415 и малый артиллерийский тягач ГАЗ-61-417 (4x4), созданные на агрегатах легковой модели ГАЗ-11-73 с 6-цилиндровым двигателем ГАЗ-11 (76-85 л.с), коробкой передач от ГАЗ-АА и передним ведущим мостом с шарнирами равных угловых скоростей «Рцеппа» (Rzeppa), позднее – «Бендикс Вейсс» (Bendix-Weiss).
С начала 1941 г. и до конца войны было собрано 194 седана ГАЗ-61-73, служивших штабными машинами высшего командования РККА. В канун Великой Отечественной войны ГАЗ-61 стал базой первого советского джипа, появившегося 25 марта 1941 г. под индексом ГАЗ-64. После испытаний он был выбран для серийного производства, развернувшегося в конце того же года. К моменту начала работы над ГАЗ-64 подобную машину построила только американская фирма «Бантам» (Bantam), сведения о которой Нарком тяжелого машиностроения В. А. Малышев получил из популярного американского автомобильного журнала Automotive Industries и тут же распорядился сделать «советский Бантам».
На ГАЗ-64 с колесной базой 2100 мм использовались 50-сильный двигатель, 4-ступенчатая коробка передач и передняя подвеска на продольных четвертьэллипти-ческих рессорах. Весной 1942 г. на его шасси началась сборка бронеавтомобиля БА-64 со сварным корпусом с наклонными стальными листами, пуленепробиваемыми стеклами, башней с 7,62-мм пулеметом, центральным местом водителя и губчатыми пулестойкими шинами. Слишком узкая колея (передняя – 1278 мм, задняя -1245 мм) и недостаточная устойчивость стали причиной появления осенью 1943 г. нового 54-сильного джипа ГАЗ-67 с увеличенной до 1446 мм колеей и расширенными крыльями. Он послужил основой бронеавтомобиля БА-64Б, развивавшего скорость 80 км/ч.
В эту серию входили железнодорожные варианты БА-64В и БА-64Г, бронемашина БА-64Д с 12,7-мм пулеметом, 6-местный бронетранспортер БА-64Е с задним входом, безбашенный штабной БАШ-64 и опытный лыжно-гу-сеничный БА-643 с движителем С. С. Неждановского.
БА-64Б, 4X4,1943 г.
БА-643,1943 г.
ГАЗ-69 (4X4) с радиостанцией Р-125,1958 г.
ГАЗ-69 с пусковой установкой 2П26 комплекса «Шмель», 1960 г.
Опытный снегоход ГАЗ-69 с фрезерным движителем, 1962 г.
До 1946 г. было построено около 9 тыс. бронемашин серии БА-64. Модернизация этой гаммы привела к появлению в 1944 г. джипа ГАЗ-67Б с усиленным передним мостом и улучшенным зажиганием, получившего вскоре штампованную облицовку радиатора вместо прежней сварной. После войны на его шасси была создана амфибия НАМИ-011, которую собирали с 1952 г. под маркой ГАЗ-011. До 1953 г. машин серии «64/67» построили 92,8 тыс. единиц, втом числе в годы войны -около 5,5 тыс. автомобилей, включая 672 джипа ГАЗ-64.
Работа над полноприводными грузовиками началась в апреле 1938 г., но производственные и технические трудности позволили собрать лишь опытные образцы ГАЗ-62 и ГАЗ-63 (4x4) с мотором ГАЗ-11 и разной колесной базой, а также 3-осные ГАЗ-33 и ГАЗ-34 (6x6). На шасси 4x4 были изготовлены опытные пулеметный бронеавтомобиль ЛБ-62 (1940 г.) и низкопрофильная бронированная самоходная установка КСП-76 (1944 г.) с 76,2-мм пушкой ЗИС-3. В общей сложности за время войны ГАЗ выпустил 176221 автомобиль, включая сборку американских грузовиков «Форд G8T» и «Шевроле G7107» (Chevrolet). Он изготовлял также танки Т-60 и Т-70, самоходные установки СУ-76, аэросани, двигатели, минометы, мины и снаряды.
В конце 1947 г. коллектив конструкторов под руководством Г. М. Вассермана представил прототип легкого многоцелевого автомобиля повышенной проходимости ГАЗ-69 (4x4), ставшего вскоре основным джипом вооруженных сил СССР и братских стран
В августе 1953 г. в Горьком начался выпуск трехдверного варианта ГАЗ-69 с запасным колесом на левом борту, откидным лобовым стеклом и грузовым отсеком с продольными скамьями и тентом. Предназначенный прежде всего для Советской армии, он был рассчитан на доставку отделения из 6 солдат или 500 кг груза В кузове предусматривались крепления для шанцевого инструмента, оружия и носилок, а также место для съемных верхних частей боковых дверей. Для сельского хозяйства предназначалась 5-местная модель ГАЗ-69А. Автомобили выпускались до 1972 г., но с конца 1954 г. их производство начали переводить на Ульяновский автозавод (УАЗ). На ГАЗ-69 применялся двигатель от легковой «Победы» М-20 (52-55 л.с), 3-ступенчатая коробка передач и 2-ступенчатая раздаточная. Автомобиль развивал скорость 90 км/ч. С 1970 г. выпускался ГАЗ-69-68 с мостами от грузовика УАЗ-452. В армии ГАЗ-69 выполнял функции штабного автомобиля, снабжался различными вездеходными движителями, специальным оборудованием и вооружением, в том числе установкой 2П26 для пуска 4 противотанковых управляемых ракет (ПТУР) комплекса 2К15 «Шмель».
ГАЗ-62, 4X4,1952 г.
ГАЗ-46 (МАВ), 1950 г.
Прототип ГАЗ-63, 4x4,1943 г.
ГАЗ-6ЗА с носовой секцией понтонного парка ЛПП, 1953 г.
В 1952 г. начался выпуск легкой 5-местной армейской амфибии ГАЗ-46 или МАВ (малый автомобиль водоплавающий), являвшейся развитием модели ГАЗ-011, снабженной агрегатами от серии ГАЗ-69. Машина массой 1850 кг развивала на шоссе скорость 90 км/ч, на плаву при помощи гребного винта – до 10 км/ч. Оригинальным техническим развитием ГАЗ-69 считается 1,2-тонный капотный грузовик ГАЗ-62 (4x4) с колесной базой 2850 мм, разработанный в 1952 г. Он получил 3,5-литровый двигатель мощностью 76 л.с, герметизированные тормозные барабаны, дифференциалы повышенного трения и шины большого сечения (10.00-16). В ходе его модернизации было построено несколько опытных вариантов, оснащенных грузо пассажирским кузовом и боковыми запасными колесами, грузовой платформой, кабиной с мягким верхом и горизонтальным расположением «запаски», лебедкой, а также прототип с колесной формулой 8x8 (1956 г.).