В 1960-х годах прошлого столетия нужда в специальном транспорте для инвалидов по сравнению с первыми послевоенными десятилетиями не уменьшилась, а выпускавшийся на тот момент четырехколесный СМЗ-С3А помимо мелких недоработок имел один большой недостаток — у него отсутствовал закрытый кузов, который мог бы защитить водителя и пассажира от непогоды и морозов. Именно тогда впервые и задумались о преемнике модели СМЗ-С3А, а в 1967 году уже началась разработка новой мотоколяски для инвалидов под названием СМЗ-С3Д.
Специалисты Серпуховского мотоциклетного завода прекрасно знали, чем было чревато создание слишком смелого и технологичного прототипа — модель бы просто напросто не вышла в серию из-за недостаточного финансирования со стороны государства и отсутствия нужного оборудования. Поэтому инженеры решили не строить «воздушных замков», а отталкиваться от тех ресурсов, которые на заводе уже имелись.
Подбирая материал для нового закрытого кузова, инженеры остановили свой выбор на металле, хотя предлагался и вариант из стеклопластика, но он был признан непрактичным. В итоге обладатели новинки получили полноценную крышу над головой. Также двухместный салон теперь мог похвастать бензиновым отопителем, который в регионах с суровой зимой оказался очень уместен. Очень полезными нововведениями стали дворники и стеклоомыватель для лобового стекла.
Дизайн интерьера по-прежнему можно было описать как «дешево и сердито» — аскетичность этого автомобильчика была на высоте. За рулевым колесом красовались амперметр, индикатор уровня топлива и спидометр с разметкой до 140 км/ч, хотя его стрелка, исходя из характеристик аппарата, не могла пройти и половину этого пути — максимальная скорость составляла 55 км/ч. Между сиденьями были два рычага, один из которых отвечал за торможение, а другой за переключение передач, а рядом с рулем располагались органы управления, заменявшие педали сцепления и газа.
В движение мотоколяску поначалу приводил одноцилиндровый двухтактный 12-сильный мотоциклетный мотор «ИЖ-Планета-2», однако чуть позже его место занял «ИЖ-Планета-3», который прибавил по сравнению с предшественником 2 «лошадки». Но и первый, и второй агрегат еле-еле тянули тяжеленную 500-килограммовую конструкцию из металла. Помимо малой мощности, мотор был очень шумным, потреблял много топлива и даже иногда пропускал часть выхлопных газов в салон. Двигатель у СМЗ-С3Д располагался в задней части кузова, что позволило спереди под капотом организовать относительно вместительное багажное отделение.
Рулевой механизм по сравнению с СМЗ-С3А не изменился, не изменилась и передняя подвеска, но вот заднюю пружинную из-за возросшей массы заменили на независимую торсионную. Еще одной реформой, которая была необходима из-за тяжеловесности мотоколяски, стала установка гидроусилителя для тормоза с ручным приводом.
На конвейер СМЗ-С3Д встал 1 июля 1970 года, машина безвозмездно предоставлялась инвалидам органами социального обеспечения. Было несколько модификаций, позволявших управлять этим транспортным средством только руками или одной рукой и ногой. Темпы производства были достаточно высоки — ежегодно производилось от 10 до 22 тысяч этих аппаратов. В итоге, к моменту прекращения производства в 1997 году, ее тираж составил 223051 экземпляр. СМЗ-С3Д стала последней в своем роде отечественной мотоколяской.