Массовый выпуск начался 1 декабря 1989 года, когда на конвейере полностью прекратили выпуск предыдущей модели ПАЗ-672М. 4 июня 2001 года на заводе отмечался выпуск 100-тысячного автобуса данной модели.Модель представлена большим количеством модификаций: ПАЗ-3205 — базовый вариант с одной автоматической дверью, карбюраторным двигателем ЗМЗ-5234.10 и пневмогидравлической тормозной системой. В настоящее время снят с производства. ПАЗ-3205-10 — автобус, предназначенный для работе на сжатом газе, опытный экземпляр которого был выпущен в 1997 году. Газовые баллоны у этой машины спрятаны под специальным кожухом на крыше, установленном на месте третьего люка. Автобус так и остался опытным. ПАЗ-3205-20 — грузо-пассажирский вариант автобуса ПАЗ-3205, выпускающийся в нескольких вариантах с разным объёмом грузового отсека, который расположен в задней части кузова. Количество посадочных мест — 16. Задняя аварийная дверь в таких автобусах отсутствует — её функции выполняет дверь грузового отсека в задней панели. Объём грузового отсека может варьировать от 5,3 до 15 м³. ПАЗ-3205-30 — автобус для инвалидов, оборудованный гидроподъёмником и креплениями для колясок. Был разработан в 1998 году и изначально носил индекс ПАЗ-3208. ПАЗ-3205-40 — самоходное шасси на базе узлов и агрегатов автобуса ПАЗ-3205. В 70-80-е годы XX века Советский Союз осуществлял значительные объёмы поставок самоходных шасси на базе автобуса ПАЗ-672 на Кубу, где заказчик монтировал на него свои кузова. В связи с прекращением выпуска 672-й модели планировалось продолжить поставки шасси уже на базе ПАЗ-3205. Однако изменение политической обстановки не дало этим планам осуществиться — на Кубу было отправлено лишь незначительное число шасси ПАЗ-3205-40 перед распадом СССР. ПАЗ-3205-50 — вариант «люкс», разработанный в начале 1990-х годов. Первые опытные автобусы имели индекс ПАЗ-3205Т. От стандартных автобусов отличается установкой мягких нерегулируемых кресел в салоне на надстройке (подиуме), наличием багажных полок над сиденьями вдоль окон и багажного отсека объёмом около 2 м³ в задней части салона. ПАЗ-3205-60 — северный вариант автобуса был разработан ещё в восьмидесятые годы XX века, а первый опытный образец, называвшийся тогда ПАЗ-320501, появился в 1984 году. От базовой модели он отличается улучшенной термоизоляцией, двойным остеклением, полностью отгороженной от салона кабиной водителя. Система отопления калориферная — от радиатора и 3 отопителей, подключенных к системе охлаждения двигателя.