Разработка новой модели началась в 1980 году, а через год уже были построены два опытных образца. В качестве базы для автомобиля ГАЗ-3301 использовали модернизированное полноприводное шасси ГАЗ-66. Была спроектирована новая более комфортабельная и эргономичная кабина с «рациональными углами наклона» панелей. Так же применили новую, более мощную раму с лонжеронами переменного сечения. Длина автомобиля стала 6 030 мм, ширина 2 380 мм, а высота 2 610 по кабине и 2 830 мм. по тенту. Рессоры стали длиннее, вместо резиновой заделки для них использовали пальцевое крепление. Как результат, увеличился ход подвески, улучшилась управляемость и плавность хода. На шасси устанавливали усиленные мосты, дорожный просвет составлял 335 мм.

Подключение переднего моста, переход на понижающую передачу в раздаточной коробке и включение лебедки осуществлялись с помощью электропневматической системы: в кабине вместо соответствующих рычагов появился тумблер на приборной панели, что кардинально упростило управление автомобилем на бездорожье. В качестве силовой установки автомобиль комплектовали опытным 125-сильным 6-цилиндровым рядным дизелем воздушного охлаждения ГАЗ-542 объемом 6,23 л. Объем топливных баков обеспечивал запас хода 1 300 км, а максимальная скорость с полной нагрузкой 90 км/ч. По сравнению с серийным «шестьдесят шестым», грузоподъемность и допустимая масса прицепа выросли на 500 кг каждое.

На ГАЗ-3301 устанавливалась 5-ступенчатая механическая синхронизированная коробка передач с 2-ступенчатой раздаточной коробкой, сблокированной с коробкой отбора мощности к механической лебедке с тяговым усилием до 4 500 кг. Вместо прямой передачи в двухступенчатой раздаточной коробке появилась повышающая передача. Для обеспечения надежного пуска силовой установки при низких, вплоть до –50 С, температурах, дизель ГАЗ-542 имел автономный газо-воздушный предпусковой подогреватель, разогревавшим масло в картере дизеля. В 1987 году по итогам государственных испытаний ГАЗ-3301, комиссия утвердила всю необходимую документацию для подготовки серийного производства, но автомобиль так и не был запущен в серию и был снят с вооружения Постановлением Правительства РФ №1091 от 11 сентября 1998 года. А на смену ГАЗ-66 позже пришёл ГАЗ-3308 «Садко», имеющий «капотную» компоновку.

Подписывайтесь на канал Техно MaxWow - https://www.youtube.com/channel/UCOH3IJjTIKWhBqq7OADV4vw?sub_confirmation=1