Основной модификацией полуторатонного грузовика ГАЗ-АА стал автомобиль ГАЗ-ММ. Появление этой модификации связано с освоением в производстве нового двигателя ГАЗ-М. Первоначально он устанавливался на легковые автомобили ГАЗ-М1, но мощность 50 л.с. позволила устанавливать новый двигатель и на грузовики.

В 1938 г. было принято решение установить новый двигатель на автомобиль ГАЗ-АА, проведя параллельно модернизацию всей конструкции грузовика. Новая модель грузовика кроме более мощного двигателя получила и более совершенный рулевой механизм, усиленное крепление задних рессор, а также претерпела другие менее существенные изменения. В таком виде грузовик выпускался до начала Великой Отечественной войны, когда его конструкция была предельно упрощена. В первую очередь, в связи с прекращением поставки с южных металлургических заводов тонкого стального листа с высокими характеристиками по штампуемости вместо штампованных крыльев монтировались Г-образные крылья, изготавливавшиеся методом гибки и сварки. На полуторках, выпускавшихся в 1942 г., вместо стальной кабины ставили упрощенную, с брезентовыми верхом и пологами вместо дверей. С 1943 г. стали устанавливать деревянную закрытую кабину. Передняя ее стенка была такой же, как у металлической. Основание и задняя стенка имели деревянный каркас и обшивались досками. Крыша обтягивалась брезентом. Двери имели наружную деревянную облицовку, выполненную заподлицо с каркасом двери, и внутреннюю обивку из картона. Окно двери было раздвижным, а не опускающимся, как обычно. Кроме того, на автомобиле перестали устанавливать передние тормоза, передний буфер и правую фару. У грузовой платформы открывающимся был только задний борт. В армии эта модификация получила обозначение ГАЗ-ММВ. Однако, как отмечают специалисты, такие упрощения, внесенные в конструкцию ГАЗ-ММ, не повлекли за собой ухудшения его характеристик. Неизменными остались высокая проходимость, надежность, простота технического обслуживания и ремонта. Высокая технологичность грузовика в годы войны позволила организовать его сборку не только на ГАЗе, но и в Ростове-на-Дону из деталей, поступавших с головного завода.

В годы Великой Отечественной войны автомобильные части Красной Армии, укомплектованные автомобилями ГАЗ-ММ, широко привлекались для обеспечения маневра войск. Так, например, 24 июня 1941 г. успешно прошла первая в ходе войны массовая оперативная перевозка автомобилями четырех стрелковых дивизий из района города Слонима для ввода в бой с прорывавшимися частями противника. Кроме того, грузовые автомобили этого типа широко применялись в качестве шасси для установки 37-мм и 25-мм зенитных пушек или счетверенных зенитных установок пулеметов системы Максима. По некоторым данным, в годы войны почти 4 тыс. автомобилей ГАЗ-ММ были оборудованы зенитными установками.

Последний ГАЗ-ММ сошел с конвейера 10 октября 1949 г. Годом позже закончилось производство этих машин и на Ульяновском автозаводе, выпускавшем их с 1947 г. По встречающейся в специальной литературе информации общий объем полуторатонных автомобилей (ГАЗ-АА и ГАЗ-ММ), выпущенных за этот период, достигает 500 тыс. экземпляров. Кроме того, на шасси ГАЗ-ММ выпускались санитарные автомобили ГАЗ-55, топливозаправщики, радиолокационные станции, технические машины и походные мастерские и самосвалы ГАЗ-410. Последние, хотя и изготовлялись в ограниченных количествах, являлись единственными в годы войны специализированными автомобилями для обслуживания строительства. Совершенно особое место в производственной программе ГАЗа в годы войны занимали газогенераторные автомобили, построенные на основе стандартных типов машин. Их системы питания, включая газогенераторы, были сконструированы еще в предвоенные годы специалистами НАМИ.

Газогенераторные модификации автомобиля ГАЗ-ММ начали выпускаться незадолго до войны. При жестком лимите в военные годы на жидкое топливо газогенераторные автомобили широко использовались для тыловых транспортных операций и обслуживали народное хозяйство. Так, например, с начала блокады Ленинграда половина автомобилей города, Ленинградского фронта и Балтийского флота была оснащена газогенераторами.

Модернизированный грузовик ГАЗ-ММ имел более мощный двигатель, более совершенный рулевой механизм, усиленное крепление задних рессор. В таком виде грузовик выпускался до начала Великой Отечественной войны.
Конструкция ГАЗ-ММ военного образца была предельно упрощена, что диктовалось нехваткой металла и стремлением к ускорению производства. Вместо штампованных фигурных крыльев ставились сварные Г-образной формы. Отсутствовали передний буфер и правая фара. Тормоза устанавливались только на задние колеса. У кузова открывался только задний борт. На «полуторках» 1942 г. выпуска вместо стальной кабины ставили упрощенную, с брезентовыми верхом и пологами вместо дверей.

С 1943 г. устанавливали деревянную закрытую кабину. Крыша обтягивалась брезентом. Двери имели наружную деревянную облицовку и внутреннюю обивку из картона. Окно двери было раздвижным, а не опускающимся, как обычно.

Технические характеристики
Масса 1,75 т
Грузоподъемность 1,50 т
Колесная формула 4 x 2
Габариты:
длина 5,34 м
ширина 2,04 м
высота 1,97 м
База 3,34 м
Колея 1,40 м
Размеры платформы:
длина 2,45 м
ширина 1,87 м
высота 0,50 м
Число мест в кабине 2
Двигатель карбюраторный ГАЗ-М
Мощность двигателя 50 л.с.
Максимальная скорость по шоссе 70 км/ч
Запас хода 215 км