К концу 70-х годов стало понятно, что ГАЗ-66 устаревает и ему требуется достойная замена. Инженерам было дано задание разработать грузовик, не только не уступающий «Шишиге», но и превосходящий ее. Работы велись с 1980 по 1987 год, за это время было создано несколько экземпляров, которые проходили различные испытания. И в результате появился ГАЗ-3301. У инженеров получилось воплотить все задуманное, они поработали над кабиной, сделав ее более безопасной, она защищала даже от взрывной волны и пуль. Сделали более мощный двигатель объемом 6,23 литра, 125 л.с и усиленную раму. Коробка передач была пяти ступенчатая механическая. Колесная расстановка 4х4. Скорость, которую максимально развивал ГАЗ-3301 90 км/ч, при этом потребление топлива было 16 литров на 100 километров. Грузовик мог преодолевать брод глубиной до 1,2 метра. Грузовики ГАЗ-3301 прошли все необходимые испытания, но правительства не нашло финансирования для их выпуска. Еще большим минусом грузовика было отсутствие капота