Считается первым советским серийным внедорожником. ГАЗ-64 предназначался для использования в качестве командирского автомобиля поля боя и лёгкого артиллерийского тягача, но в армии фактически использовался и как транспортное средство пехоты, способное при кратковременной перегрузке перевезти до отделения бойцов.
Как гласит легенда, первоначальным побудительным мотивом создания ГАЗ-64 стала статья из американского журнала Automoutive Industries о начале серийного выпуска джипа Bantam BRC40, прочитанная Наркомом тяжёлого машиностроения В. А. Малышевым, в свою очередь, распорядившимся сделать «советский Бантам», причём ни в чём не отступать от прототипа (несмотря на возражения разработчиков), что и предопределило зауженную до 1250 мм колею и узкий кузов ГАЗ-64. Кстати, параллельно разрабатывался более удачный по компоновке и плавности хода на пересечённой местности (стрельба из пулемёта на ходу) опытный джип НАТИ-АР, но он оказался технологически более сложным и потому в условиях военного времени в серию не пошёл.
Разработка ГАЗ-64 (позже и БА-64) происходила под руководством ведущего конструктора В. А. Грачёва в рекордно короткие сроки: 51 сутки — с 3 февраля по 25 марта 1941 года, что во многом объясняется широкой унификацией джипа с серийно выпускавшимися в то время на ГАЗе автомобилями. В основу нового вездехода легла концепция шасси, проверенная в более дорогом и комфортабельном ГАЗ-61: мотор с эластичной внешней характеристикой, коробка передач с широким силовым диапазоном (что позволяло обойтись без дополнительного дорогостоящего узла – двухступенчатого демультипликатора). По тяговым возможностям четырехцилиндровый ГАЗ-64 почти не уступал шестицилиндровому ГАЗ-61. В шасси были внесены некоторые изменения по результатам испытаний ГАЗ-61: на передний мост установили дополнительную пару амортизаторов, поскольку амортизаторы ГАЗ М1 на бездорожье «закипали» и это приводило к пробою подвески вплоть до поломки рессор.
Известно, что нарком среднего машиностроения Малышев приказал Грачеву сделать колею ГАЗ-64, «как у «Бантама»». Чаще всего эта история приводится в качестве примера слепого подражания западным разработкам: дескать, сами ничего не смыслили. Сам Грачев оценивал приказ наркома как самодурство, поскольку спустя пару лет вездеходу пришлось существенно расширять колею для улучшения поперечной устойчивости. Подобные взгляды на начальство обычны для большинства людей. Не имея возможности оценивать картину происходящего со всех сторон, мы нередко судим поверхностно и скоро. Малышев, сам блестящий инженер, настаивал на максимальном уменьшении габаритов машины по вполне прагматической причине. 21 марта 1936 года Советом труда и обороны было принято решение о закупке у американской фирмы Douglas лицензии на пассажирский самолет DС-3. В 1940 году под названием ПС-84 этот самолет пошел в производство. В особый период этому самолету полагалось превратиться в военно-транспортный. Собственно, так и произошло. И предстояло такому самолету перевозить в том числе и легкие разведывательные машины. Но Грачев вряд ли был посвящен в планы масштабных десантных операций, готовившихся руководством страны.
Действительно, в грузовую дверь ЛИ-2 размером 1,5 на 1,62 м вездеход ГАЗ-67 с расширенной колеей не пролезал. Но ГАЗ-64 – легко. Этот пример показывает, насколько много факторов способны повлиять на концепцию армейского вездехода.
Автомобиль ГАЗ-64 был построен на укороченном на 755 мм по базе шасси ГАЗ-61, что позволило отказаться от промежуточного карданного вала. В конструкции ГАЗ-64 применялись уже освоенные в производстве узлы и агрегаты серийных автомобилей: ГАЗ-61— рулевой механизм, тормоза (кроме привода), доработанный передний мост, раздаточная коробка и рессоры, и ГАЗ-ММ — двигатель и доработанная 4-ступенчатая КПП. Более плотная компоновка заставила поднять двигатель выше, чем на полуторке. Из-за дефицитности специальных вездеходных шин размерности 6,50-16" с рисунком «расчленённая ёлка» ещё на заводе (и тем более впоследствии при эксплуатации) на ГАЗ-64 также устанавливали шины размерности 7,00-16" от «эмки», что снижало реальную проходимость из-за дорожного рисунка протектора и более узкого поперечного профиля.
Второй легкий вездеход, 22 апреля показанный пред светлы очи Сталину, Ворошилову, Буденному и Шапошникову, был НАТИ-АР («Автомобиль-разведчик»), созданный конструктором Александром Андроновым. Задание на разработку машины Научно-исследовательский и экспериментальный автомобильный и тракторный институт НАТИ получил в январе 1941 года.
Как и Грачев, прежде Андронов вел разработки в другом направлении. На него произвел сильное впечатление немецкий двухдвигательный вездеход Tempo G1200, закупленный СССР. И Андронов занимался эскизированием похожей машины с двумя моторами КИМ-10-50 (по 28 л.с.). После получения нового задания, предстояло переключиться на машину, привязанную к агрегатной базе Горьковского автозавода. В частности, ведущие мосты были заимствованы от ГАЗ-61, только с укороченными чулками полуосей. В машину был также внесен ряд усовершенствований, в частности, по двигателю ГАЗ М1. Эти работы проводились под руководством будущего профессора Чистозвонова. К автомобилю был также разработан одноосный прицеп грузоподъемностью 400 кг. В НАТИ построили два экземпляра опытного вездехода. Несмотря на то, что машина вышла удачной, предпочтение было отдано конструкции Горьковского автозавода, как более отвечающей технологическим требованиям производства.
ГАЗ-64 нашел себя в армии и как штабной командирский автомобиль, и как транспортное средство пехоты (с кратковременной перегрузкой - до отделения бойцов), и как быстроходный арттягач.
Строго говоря, несмотря на все достоинства, автомобиль получился сыроват, что связано со сжатыми сроками проектирования. Чего стоила одна только суженая колея колес, из-за которой автомобиль не вписывался в колеи, проложенные грузовиками, а также имел недостаточную боковую устойчивость на косогорах. В конце 1942 года колея передних колес была расширена до 1293мм, но это еще больше увеличило несовпадение следов передних и задних колес. Отчасти поэтому, а также ввиду незначительного объема выпуска, широкого распространения в армии ГАЗ-64 не получил.
В начале 1943 года возобновилось было производство доработанного ГАЗ-64В, получившего неустановившийся индекс ГАЗ-67 (впоследствии официально присвоенный коренным образом модернизированному ширококолейному автомобилю), но скоро вновь прекратилось - всего было выпущено 3 машины. Всего было произведено 672 автомобиля, из них 602 ед. (с учётом нескольких опытных образцов ГАЗ-64-416) во второй половине 1941 года (в это время ГАЗ-64 оставался фактически единственной легковой серийной моделью завода) и 67 ед. в 1942-м..
На шасси ГАЗ-64 с апреля 1942 года по июнь 1943 года выпускался бронеавтомобиль БА-64. Его производство, естественно, было приоритетным, что и выразилось в количестве выпущенных бронеавтомобилей, составившем 3903 ед. С апреля 1943 года ГАЗ-64 не выпускались совсем - все шасси "64" шли под монтаж бронеавтомобилей БА-64, а их выпуск в основном определялся возможностями технологической линии по изготовлению ШРУСов - 50 штук в сутки максимум.
Автомобиль получил красноармейские прозвища «козлик» и «Иван-виллис», которые затем перешли и на последующие модели ГАЗ-67 и ГАЗ-67Б.
