Опытный полноприводный грузовик ГАЗ-3301, увидевший свет в 1982 году, разрабатывался как замена модели ГАЗ-66.

Автомобиль получил модернизированное двухосное шасси от «шишиги», усиленные мосты, более мощную раму и усовершенствованную тормозную систему.
У ГАЗа-3301 была более современная и удобная бескапотная кабина, конструкция которой предусматривала возможность бронирования. В качестве силового агрегата использовался перспективный рядный шестицилиндровый дизель ГАЗ-542 объёмом 6,2 литра и мощностью 125 л. с. (такой же мотор ставили на грузовик ГАЗ-4301).
Автомобиль получил высокие оценки по результатам испытаний, но серийное производство грузовика ГАЗ-3301 не было начато. С одной стороны, у завода не было достаточных ресурсов для запуска новой модели, с другой — после начала войны в Афганистане выяснилось, что бескапотные грузовики слабо защищены от подрыва на минах.