Потребность армии в вездеходах, подобных ГАЗ-61. была исключительно велика. В течение 1941 г. их было выпущено несколько сотен экземпляров, причем пик производства пришелся на первые месяцы Великой Отечественной войны. Однако уже в августе Горьковский автозавод остановил свой легковой конвейер: прекратились поставки холоднокатаного автомобильного листа для производства кузовов с южных металлургических заводов. Впоследствии, в 1942-1943 гг., завод периодически собирал лишь небольшие партии автомобилей ГАЗ-61-73. Таким образом, по некоторым данным, общий объем производства полноприводных машин этого типа достиг 400 единиц.

Такого количества специализированных автомобилей для Красной Армии было явно недостаточно.

Предпринимались попытки использовать в их качестве гражданские модели легковых автомобилей, а в качестве командирских машин — не предназначенные для армии обычные легковые ГАЗ-А и ГАЗ-М1. Однако первый из них имел недостаточно прочную конструкцию, низкую долговечность в полевых условиях и к тому же был сильно морально и технически устаревшим, так как являлся советским подобием американского автомобиля «Форд-А» обр. 1927 г. Однако именно он лучше, чем ГАЗ-М1, подходил для использования во фронтовых условиях, так как имел съемные брезентовые верх и боковины, был динамичен, а также обладал неплохой проходимостью по снегу и грязи за счет сравнительно узких шин большого диаметра, создающих меньшее трение качения по слабым грунтам. Но в целом для армейского автомобиля этого было явно недостаточно. Ни армию, которая в военные годы особо остро нуждалась в специализированных легковых автомобилях повышенной проходимости различного предназначения — командирских, разведывательных, штабных и связных, ни самих конструкторов такое положение дел явно не устраивало.

Была попытка сделать для армии трехосный (6 х 4) легковой автомобиль повышенной проходимости на базе созданного летом 1937 г. грузопассажирского пикапа ГАЗ-21. Такой автомобиль ГАЗ-25 с удлиненным кузовом типа «Рамбл-сит» (5 мест в закрытом салоне и 2 открытых — в откидной крышке багажника) был построен еще весной 1938 г. Однако, как показал опыт производства и эксплуатации этого автомобиля, он имел значительную массу, низкую технологичность конструкции и ограниченную проходимость, не намного превышающую проходимость гораздо более дешевого ГАЗ-М1. В основном он отличался только лучшими тяговыми свойствами за счет больших сцепной массы и силового диапазона коробки передач, взятой от автомобиля ГАЗ-АА. По этим причинам дальнейшая работа над ГАЗ-25 была прекращена к началу 1939 г. как бесперспективная, а в конце 1940 г. о ГАЗ-25, как об армейской машине, уже практически не вспоминали. Кроме того, делались отчаянные попытки использовать небольшой и дешевый малолитражный автомобиль КИМ-10-50, но испытания его на полигоне в мае-июне 1941 г. дали в целом отрицательный результат — низкая посадка, плохое преодоление профильных препятствий, перегрев двигателя, быстрое нарастание износов.

В условиях военных трудностей специалисты Горьковского автозавода решили пойти в несколько ином направлении. Используя опыт недавно закончившейся советско-финской войны, еще в начале 1941 г. они начали проектирование упрощенной массовой армейской модификации ГАЗ-61 с ограниченным сроком службы. Автомобиль, ставший фактически первым советским джипом, получил наименование ГАЗ-64-416 (по действовавшей тогда на ГАЗе «фордовской» системе обозначения изделий: первая цифра — номер шасси, вторая — номер кузова). Разработку проводила группа конструкторов завода под руководством В. А. Грачева. По некоторым данным, инициатором создания такого упрощенного армейского полноприводного автомобиля-тягача с открытым 4-местным кузовом являлся генерал-майор И. П. Тягунов, начальник Главного автобронетанкового управления, как никто другой заинтересованный в дальнейшей механизации и моторизации Красной Армии. По роду своей деятельности он был достаточно хорошо осведомлен о мировых разработках аналогичных легковых автомобилей-вездеходов для армии. В частности, в эти годы в США появился опытный образец автомобиля «Бантам», и иностранная пресса публиковала отчеты о его испытаниях. Стало очевидно, что как раз такой автомобиль и нужен срочно Красной Армии. Эта убежденность передалась новому, энергичному и деловому наркому среднего машиностроения В. А. Малышеву, которому подчинялась и автомобильная отрасль.

Конструкторам ГАЗа удалось в рекордно короткие сроки — всего за несколько месяцев (по некоторым данным, за 51 день) — построить практически новую машину. Во многом этому поспособствовало то, что специалистам завода заново пришлось проектировать лишь раму, передние рессоры, кузов и радиатор. Что касается последнего, то его создание было связано с необходимостью установить на новый автомобиль 6-рядный радиатор (прототипом послужил наиболее надежный к этому времени радиатор от трехосного автомобиля ГАЗ-AM) увеличенной мощности, но ограниченной высоты (458 мм), способный обеспечить нормальное охлаждение в самых тяжелых, даже немыслимых условиях. Специалисты завода справились с этой задачей, сделав систему охлаждения закрытой (под давлением) с использованием герметичной пробки радиатора от ГАЗ-61. Позже на некоторых сериях машин применялся термостат, необходимый при работе с неполной нагрузкой и при низкой температуре окружающего воздуха, но он оказался ненадежным и практически никогда не использовался, хотя это и приводило к недостаточному прогреву двигателя. Сам двигатель был взят от стандартного полуторатонного грузовика ГАЗ-АА (точнее, к этому времени уже ГАЗ-ММ), в котором лишь изменили системы питания и охлаждения. 4-ступенчатую «грузовую» коробку передач с большим силовым диапазоном практически без изменений также позаимствовали у ГАЗ-ММ. Это позволило установить на новый автомобиль узлы, хорошо освоенные в производстве, эксплуатации и ремонте. Весь силовой агрегат был размещен необычайно высоко, что позволило увеличить клиренс в средней части, лучше защитить от ударов поддон двигателя и облегчить преодоление бродов. Правда, при этом, хоть и незначительно, но повысился центр тяжести машины, что снижало ее боковую устойчивость. В соответствии с заданием пришлось также сузить на 200 мм колею. Остальные
агрегаты целиком заимствовали от автомобиля ГАЗ-61 и других выпускаемых заводом машин. Автомобиль ГАЗ-64 успешно прошел испытания на армейском автобронетанковом полигоне, а к лету 1941 г. на заводе уже освоили его серийное производство. Простой открытый кузов его мог изготовляться из обычного кровельного железа вручную, без специальной оснастки, что и обеспечило достаточно большие объемы производства в самые тяжелые для Советского Союза первые годы войны.

Следует добавить, что подобное задание на разработку полноприводного легкового автомобиля кроме ГАЗа получил и Научный автотракторный институт (НАШ). Оба варианта были представлены советскому правительству,
но до сравнительных испытаний не дошло — началась Великая Отечественная война. В этих условиях в соревновании победил более технологичный ГАЗ-64.

Автомобиль ГАЗ-64 выпускался на Горьковском автомобильном заводе до конца 1942 г. В дальнейшем его заменили в производстве на более совершенный полноприводной автомобиль ГАЗ-67. Всего же за этот период было выпущено около 700 единиц автомобилей этого типа. Следует добавить, что шасси автомобиля ГАЗ-64 также использовались для изготовления в больших количествах бронеавтомобилей БА-64-125 и БА-64Б-125.

Автомобиль ГАЗ-64 был сконструирован В.А, Грачевым в течение нескольких месяцев с использованием узлов и агрегатов, ранее освоенных Горьковским автозаводом автомобилей, от грузовика ГАЗ-ММ были заимствованы коробка передач, рулевой механизм, щиток приборов и бензобак, а от вездехода ГАЗ-61 — передний и задний ведущие мосты с колесами и амортизаторами. Заново были спроектированы передняя подвеска, рама, радиатор и кузов. Открытый сверху кузов был прост и технологичен. У него отсутствовали дверцы (их заменяли брезентовые боковины), а борта кузова имели небольшую высоту, что позволяло производить посадку и высадку экипажа непосредственно через борт. На автомобиле устанавливался четырехцилиндровый карбюраторный двигатель ГАЗ-ММ мощностью 50 л.с, обеспечивающий движение с максимальной скоростью 90 км/ч.

Проходимость ГАЗ-64 была достаточно высока: он преодолевал пески и снег глубиной до 0,35 м, броды глубиной до 0,8 м, подъемы до 42°. С 45-мм противотанковой пушкой на прицепе он преодолевал подъем до 31°

Технические характеристики
Масса 1,32 т
Ласса буксируемого прицепа 0,80 т
Колесная формула 4 x 4
Габариты:
длина 3,35 м
ширина 1,69 м
высота 1,70 м
База 2,10 м
Колея 1,26 м
Число мест в кабине 4
Двигатель 4-цилиндровый, карбюраторный ГАЗ-ММ
Мощность двигателя 50 л.с.
Максимальная скорость по шоссе 90 км/ч
Запас хода 500 км
Преодолеваемые препятствия:
подъем 42°
глубина брода 0,8 м