Зимой 1940 года в присутствии начальника Главного автобронетанкового управления генерала Д.Г. Павлова провели сравнительные испытания разных вездеходов на снегу глубиной 0,5 м. ЗИС-22 ходили намного лучше других, но тоже ненадежно — ведущие колеса пробуксовывали в обледеневших гусеницах. Тогда по предложению конструктора HATИ А.Ф. Андронова решили применить принудительное (зубчатое) зацепление ведущих колес гусеницами.

Два образца HATИ В32-52 (или ЗИС-22-52) с более мощным двигателем ЗИС-16 (86 л, с.) изготовили весной 1940 года. Осенью и зимой на армейском полигоне провели сравнительные испытания. Отметив определенные недоработки, военные сделали вывод: «Требованиям Красной Армии удовлетворяет ЗИС-22-52 как средний автомобиль высокой проходимости для перевозки грузов по бездорожью и как быстроходный арттягач противотанковой и полковой артиллерии… При устранении указанных недостатков ЗИС-22-52 может быть рекомендован для производства…»

До лета выпустили три тягача, причем один — с укороченной базой (для ожидаемого улучшения маневренности, которая на деле только ухудшилась) — как буксировщик противотанковой и полковой артиллерии, с сиденьями и снарядными ящиками в кузове. Осенью подготовили проект установки на ЗИС-42 реактивных минометов БМ-13 (кстати, через год на полубронированном варианте ЗИС-41 смонтировали 57-мм противотанковую пушку). К октябрю, перед самой эвакуацией завода, ЗИС-42 был почти готов к производству. Вернулись к нему уже весной 1942 года.

Хорошо задуманный и рассчитанный гусеничный движитель, с высокими сцепными и тяговыми характеристиками, при движении по снегу обеспечивал тягу в 2250 кгс. Причем при более мощном 84-сильном двигателе, который устанавливался на ЗИС-42М (не выпускавшийся серийно) и особенно при опытной установке американского «Уайта» (147 л. с.) тяга по снегу возрастала до 3710 кгс, а предельный угол подъема по твердому грунту — до 30°.

Однако по-прежнему «ахиллесовой пятой» конструкции оставалась малая надежность движителей. В начале 1943 года на полубронированном ЗИС-43 с 37-мм зениткой попробовали заменить тяговые цепи тележек карданными валами, но и это не принесло особого успеха.

И все же, только собрав по фронту все тягачи и усадив в них пехоту, в январе 1944 года удалось внезапно прорваться к окруженному глубокими снегами Новгороду и освободить его. Да и командование Южного фронта признавало, что в весеннюю распутицу того же года, остановившую колесную технику, лишь ЗИС-42 обеспечивали военные перевозки…

В конце войны коллектив ЗИСа разработал интересную конструкцию двухмоторного полугусеничного артиллерийского тягача АТ-8 (главный конструктор Б.М. Фиттерман) и начал проектирование легковых ЗИС-110 и грузовых ЗИС-150 моделей.

«Полуторка». Это была младшая сестра «трехтонки», производившаяся на Горьковском автомобильном заводе. Подобно автомобилю ЗИС-5В у «полуторок» отсутствовали передние тормоза, крылья изготовлялись посредством гибки вместо штамповки, тонкий стальной лист в деталях кабины заменили деревом, боковые борта грузовой платформы сделали неоткидывающимися. До 1943 года самая массовая модель ГАЗ-MM выпускалась даже без дверей — их заменяли брезентовые пологи.

На шасси автомобиля ГАЗ-MM выпускались санитарные машины ГАЗ-55 и самосвалы ГАЗ-410. Это были единственные в годы войны специализированные автомобили для обслуживания строительства.

Самой распространенной в то время трехосной моделью грузового автомобиля являлся ГАЗ-ААА (ведущий конструктор В.А. Грачев). Эти грузовики, выпускавшиеся до середины 1943 года, были не только транспортными средствами; их шасси в разных модификациях применялись для бронеавтомобилей БА-6 и БА-10, штабных автобусов ГАЗ-05-193, топливозаправщиков, радиолокационных станций дальнего обнаружения, походных мастерских. В период Великой Отечественной войны 3850 шасси автомобилей ГАЗ-ААА и ГАЗ-ММ были оборудованы зенитными установками: пушками или счетверенными пулеметами.

Наряду с автомобилями ГАЗ-ААА завод с 1938 года серийно изготовлял полугусеничную модель ГАЗ-60.

Командирский ГАЗ-61. Весьма важной задачей для ГАЗа был и выпуск легковых полноприводных автомобилей, которые могли бы использоваться в сельских районах, а в случае войны выполнять функции связных и командирских машин, тягачей легких артиллерийских систем.

Многие ведущие автомобильные заводы мира еще в конце 30-х годов начали создавать прототипы легковых машин-вездеходов, специально предназначенных для обслуживания командирского состава армии. И в этой связи следует отметить дальновидность руководства Горьковского завода, которое в предвоенные годы поручило ведущему конструктору В.А. Грачеву сконструировать такой автомобиль. Его первые образцы прошли испытания в сентябре 1938 года.

Новый автомобиль ГАЗ-61 имел 6-цилиндровый двигатель ГАЗ-11 мощностью 85 л. с. и привод на все колеса. Большой дорожный просвет, удачное распределение массы по осям, исключительно хорошие тяговые характеристики ставили его выше известных тогда зарубежных аналогов.

Предусматривался выпуск трех разновидностей автомобиля: ГАЗ-61-40 с открытым кузовом, ГАЗ-61-73 с закрытым кузовом, унифицированным кузовом автомобиля ГАЗ-M1, и ГАЗ-61-417 с кузовом «пикап». Над их созданием под руководством ведущего конструктора В.А. Грачева трудился коллектив, в который входили Б.Д. Кирсанов, А.Г. Кузин, Н.Г. Мозохин, М.П. Пименов и другие.

Испытания показали блестящую проходимость и хорошие динамические показатели машины. Автомобиль брал подъем крутизной до 45°, хорошо шел по песку и снегу, по размытым грунтовым дорогам и заболоченным участкам, оставляя позади себя даже застрявшие тракторы. На хорошей же дороге развивал скорость до 107 км/ч.

Массовое производство автомобилей ГАЗ-61 началось в 1941 году. Однако после прекращения поставок с южных металлургических заводов холоднокатаного автомобильного листа для производства кузовов его пришлось сократить. Тем не менее именно автомобилями ГАЗ-61-73 и ГАЗ-61-40 пользовались представители Ставки и командующие фронтами Г.К. Жуков, К.К. Рокоссовский, С.К. Тимошенко, другие выдающиеся советские военачальники.

Несколько сотен автомобилей ГАЗ-61-417 с упрощенной брезентовой кабиной использовали в битве под Москвой и на других фронтах для буксировки легких противотанковых орудий, а также как связные и командирские машины.

В годы войны эти функции выполняли также и обычные легковые автомобили ГАЗ-M1, — знаменитые «эмки», которые отличала высокая проходимость и неприхотливость в обслуживании. Но к 1942 году нехватка стального листа заставила свернуть и их производство.

В качестве командирской машины еще перед самой войной группа конструкторов во главе с А.Ф. Андроновым спроектировала полноприводный автомобиль НАТИ-АР с упрощенным кузовом. Почти одновременно группа В.А. Грачева разработала аналогичную модель ГАЗ-64. Ее конструкция являлась более технологичной, была привязана к конкретной производственной базе и получила предпочтение. Этот первый советский «джип» был спроектирован в рекордно короткий срок, за 2 месяца, и уже осенью 1941 года стал поступать в Красную Армию.

На модели ГАЗ-64 широко использовали агрегаты и узлы ранее освоенных ГАЗом автомобилей: коробку передач, рулевой механизм, бензобак и щиток приборов от модели ГАЗ-ММ; передний и задний ведущие мосты (несколько переделанные) с колесами и амортизаторами — от ГАЗ-61. Новыми были кузов, передняя подвеска и радиатор. На машине был установлен 4-цилиндровый двигатель мощностью 50 л. с. — разновидность двигателя ГАЗ-М. Автомобиль ГАЗ-64 мог развивать скорость 90 км/ч, преодолевал песок и снег глубиной до 0,35 м, броды глубиной до 0,8 м, подъемы до 42°.

Кузов был с брезентовым верхом, без дверей, которые заменили брезентовыми боковинами, что резко сократило расход металла и не требовало сложных штампов: панели формовались с помощью гибки.

В конце 1942 года у автомобиля ГАЗ-64 для повышения боковой устойчивости была увеличена колея обоих ведущих мостов, изменен кузов и модель стала называться ГАЗ-67. После еще одной модернизации в 1944 году она получила индекс ГАЗ-67В и выпускалась до 1953 года.