Поставив на конвейер в 1932 году знаменитую полуторку ГАЗ-АА, на Горьковском автозаводе начали готовить к производству ее модификацию с колесной формулой 6х4.

Габариты и размер грузовой платформы “трехоски” остались прежними. Дополнительный ведущий мост должен был поднять не столько массу перевозимого груза, сколько проходимость: в сложных дорожных условиях он снижал вероятность вывешивания задних колес и, соответственно, потери тяги при преодолении неровностей, а также уменьшал давление на грунт. Впрочем, грузоподъемность тоже стала больше, увеличившись с полутора до двух тонн. В 1933 году несколько опытных трехосок приняли участие в сложнейшем Каракумском пробеге протяженностью в 10 тыс. км, а в 1934 году под обозначением ГАЗ-ААА их запустили в серию.
Двигатель и 4-ступенчатая коробка передач у двухосного и трехосного грузовиков сначала были одинаковыми: их комплектовали 4-цилиндровым карбюраторным мотором рабочим объемом 3285 см3 и мощностью 40 л.с. Однако с 1937 года на «трехосках» стали применять модернизированный 50-сильный мотор с увеличенной степенью сжатия, улучшенным карбюратором и автоматом опережения зажигания. Базовые двухосные грузовики такой двигатель получили существенно позднее.
Несмотря на скромную мощность, по хорошим дорогам «трехоска» могла разгоняться до 65 км/ч, расходуя порядка 25 л топлива на 100 км пути. А чтобы повысить тяговые качества автомобиля на бездорожье, трансмиссию ГАЗ-ААА, помимо еще одного ведущего моста, дополнили 2-ступенчатым демультипликатором. При этом благодаря оригинальной балансирной подвеске на четырех продольных рессорах колеса задней тележки хорошо приспосабливались под рельеф местности.
Благодаря увеличенной проходимости ГАЗ-ААА нашел широкое применение и в вооруженных силах, и в народном хозяйстве. И не только как общетранспортный грузовик или как тягач: машину широко использовали в качестве шасси под различные специализированные кузова. Например, на базе ГАЗ-ААА были созданы первый советский радиолокатор РУС-2, различные радиостанции дальнего действия, походные автомастерские, бензозаправщики и автозаправщики, авиационный стартер, передвижная электростанция, автодегазационная машина, штабные и санитарные автобусы.
В общей сложности с 1934 по 1943 год Горьковский автозавод выпустил 37 373 экземпляра «трехосок», а также еще 3,5 тысячи шасси специального назначения. Это сделало ГАЗ-ААА самым массовым трехосным автомобилем своего времени.