• в 1937 году – пикап ГАЗ-М-415 с цельнометаллической кабиной и металлической платформой на 500 кг груза;
• в 1939 году – модернизированный седан ГАЗ-11–73 с 6-цилиндровым двигателем ГАЗ-11;
• в 1940 году – полноприводный фаэтон ГАЗ-61–40;
• в 1941 году – первый в мире комфортабельный внедорожник с закрытым кузовом типа седан ГАЗ-61–73.
Перед самым началом Великой Отечественной войны на ГАЗе был создан армейский командирский полноприводный автомобиль («джип») ГАЗ-64. Первый автомобиль был выпущен в августе 1941 года. Практически одновременно с выходом американского джипа «Willys-MA». При этом ГАЗ-64 превосходил американский аналог по многим параметрам.
В меньшей степени известно о работах на ГАЗе в области танкостроения. В 1936 году предприятие выпустило первую серию малых плавающих танков Т-38, разработанных на московском заводе № 37. Однако после сдачи 35 машин их производство было завершено, а конструкторский коллектив попытался разработать альтернативный вариант малого плавающего танка. Это завершилось созданием прототипа ТМ («Танк Молотова»), который по ряду характеристик превосходил Т-38, по ряду – уступал, а в целом оба этих типа обладали крайне ограниченной боеспособностью. В результате до осени 1941 года танкостроение на ГАЗе дальнейшего развития не имело, хотя предприятие обладало огромным потенциалом по выпуску легкой колесной и гусеничной бронетехники, нужной Красной Армии. Он оказался востребованным впоследствии.
Достаточно сложным для «ГАЗ» стали годы Великой Отечественной войны. Тогда любое производство выпускало «все для фронта» и работники завода выпустили с конвейера более 200 тысяч различной военной техники (снаряды, минометы, танки, самоходные установки, различные автомобили). Итак, в годы Второй мировой, которую мы воспринимаем прежде всего как Великую Отечественную, предприятие было целиком переориентировано на выпуск военной техники.
В начальный период войны в кратчайшие сроки был освоен выпуск легкового армейского автомобиля повышенной проходимости ГАЗ-64. В октябре 1941 года завод освоил выпуск легкого танка Т-60, конструкция которого была усовершенствована заводчанами с целью повышения его эксплуатационных характеристик. Тогда же с учетом больших возможностей ГАЗа по сравнению с московским заводом № 37, разработчиком Т-60, началось проектирование более боеспособного варианта легкого танка с усиленным бронированием и вооружением. Уже в декабре был построен его прототип Т-70, а после доработки он стал вторым (!) по численности танком Красной Армии Т-70. В серию эта боевая машина пошла с апреля 1942 года. Также той же весной на производство встал легкий бронеавтомобиль БА-64 на базе ГАЗ-64.
В октябре 1942 года на конвейере Т-70 был сменен своей модификацией Т-70М, а в декабре того же года был успешно испытан и принят на вооружение легкий танк Т-80 с двухместной башней. Поскольку очень велика была потребность Красной Армии в самоходной артиллерии, в производство на ГАЗе была запущена легкая самоходно-артиллерийская установка (САУ) СУ-76 (СУ-12).
Кроме того, ГАЗ массово выпускал двигатели, минометы и прочую продукцию военного назначения. Ведущую роль в конструировании советских автомобилей повышенной проходимости сыграл конструктор Виталий Андреевич Грачев, удостоенный за создание броневика БА-64 Сталинской премии за 1942 год.
За годы Великой Отечественной войны было выпущено:
• автомобилей – 176 221 шт. (включая сборку из ленд-лизовских комплектов грузовиков Ford G8T и Chevrolet G7107);
• танков – около 12 000 шт.;
• самоходных установок – более 9 000 шт.;
• минометов – 24 000 шт.;
• автомобильных моторов – 232 000 шт.;
• снарядов для ракетной установки «Катюша» – 30 000 шт.
В 1943 году только за месяц, с 4 по 22 июня, германская авиация бомбила ГАЗ семь раз. Серьезные разрушения получили 50 корпусов и зданий. Прервалось поточное производство. 35 тыс. ремонтников, монтажников и строителей, работая по 18–19 часов в сутки, восстановили завод за 100 дней. Однако пришлось отказаться от выпуска технологически сложного трехосного грузовика ГАЗ-AAA, на некоторое время было остановлено производство и прочей автомобильной техники и броневиков БА-64. Однако изготовление и сдача войскам легкого танка Т-70 не прекращались ни на день, хотя майские показатели заводчанам удалось перекрыть только в октябре 1943 года.
По окончании Великой Отечественной войны на заводе была проведена работа по замене всего довоенного модельного ряда, разработка которого была начата частично до войны и активно возобновилась в 1943–1945 гг. Уже в первом послевоенном 1946 году в серию пошла «Победа» М-20 (прототип в 1944 году) и 2,5-тонный грузовик ГАЗ-51 (прототип в 1943 году). В 1947-м производство полуторки ГАЗ-ММ было передано на УльЗИС Тогда же освоен выпуск гусеничного снегоболотохода ГАЗ-47. В 1948 году освоен полноприводный грузовик ГАЗ-63, а в 1949-м создан прототип джипа ГАЗ-69 «Труженик». В 1950-м с конвейера начал сходить представительский седан большого класса ЗИМ, началось серийное производство бронетранспортера БТР-40 (ГАЗ-40). В 1953–1954 годах было освоено производство джипов ГАЗ-69 и ГАЗ-69А (в 1955–1956 годах переданных на Ульяновский автомобильный завод – УАЗ), а также первого комфортабельного внедорожника с несущим кузовом М-72 на агрегатах ГАЗ-69.