В начале октября 1952 года Горьковский завод собрал первый опытный образец принципиально нового авиатранспортабельного грузопассажирского автомобиля ГАЗ-62 капотной компоновки с полезной нагрузкой 1,0 т и колесной базой 2850 мм. Впервые он претендовал на роль советского джипа среднего класса и внешне напоминал увеличенный в габаритах вездеход ГАЗ-69, а также типовые американские машины военного времени. Открытый автомобиль с общим тентом предназначался для перевозки 11 человек личного состава, включая водителя, буксировки противотанковых пушек и монтажа надстроек. Его разрабатывали параллельно с другой военной техникой, и потому по агрегатам ГАЗ-62 первой серии был унифицирован одновременно с серийными грузовиками ГАЗ-63 и ГАЗ-51, опытным вариантом ГАЗ-56, бронемашинами БТР-40 и даже с гусеничным тягачом ГАЗ-47.

Автомобиль ГАЗ-62А первой серии с лебедкой и герметизированными тормозами. 1954 год.

ГАЗ-62 первой серии снабжался серийным 6-цилиндровым двигателем мощностью 76 л.с. с радиатором увеличенной емкости (от ГАЗ-47), а трансмиссия и ходовая часть практически не претерпели существенных изменений по сравнению с ГАЗ-63. Новыми конструктивными элементами были только двухступенчатая раздаточная коробка с механизмом отключения переднего моста и резиновые подушки задних рессор переменной жесткости, позволявшие повысить мягкость и плавность хода. Двухместная кабина комплектовалась отопителем и обдувом лобового стекла. Цельнометаллический кузов был оборудован задними продольными скамейками на 9 человек, двумя боковыми полудверями и фарой-искателем, а запасное колесо крепилось вертикально снаружи в нише левой боковины по образцу немецких «кюбельвагенов» средней категории. Вместимость двух топливных баков составляла 100 л. На первых образцах монтировали колеса с разъемными дисками и шинами размером 9,00 – 16, а со второго экземпляра устанавливались новые отечественные широкопрофильные шины 10,00 – 16. В ходе работ над проектом ГАЗ-62 было изготовлено четыре прототипа, на которых попеременно монтировали разные типы колес, обычные или герметизированные барабанные тормоза, а также кулачковые дифференциалы повышенного трения.

Габаритные размеры ГАЗ-62 без лебедки – 4725х2000х 2165 мм, высота без тента – 1800 мм. Вариант ГАЗ-62А комплектовался передней лебедкой. Их снаряженная масса составляла 2360 и 2695 кг соответственно, полная – 3450 кг. Машины могли буксировать однотонный прицеп, развивали максимальную скорость 85 км/ч, преодолевали 33-градусный подъем и имели средний расход топлива 25 л на 100 км. Их испытания и доработки продолжались до 1955 года, но свободных производственных мощностей на Горьковском и Ульяновском автозаводах для них не оказалось. Так Советский Союз на долгие годы лишился достаточно совершенной армейской многоцелевой машины среднего класса, которую подменяли грузовичками УАЗ.

В 1958 году были представлены первые два образца нового авиатранспортабельного бескапотного автомобиля ГАЗ-62 второго поколения грузоподъемностью 1,1 т с укороченной до 2700 мм колесной базой. Их разрабатывали с середины 1957 года одновременно с проектированием более тяжелого грузовика ГАЗ-66. Его легкий вариант ГАЗ-62 второй серии представлял собой совершенно новую конструкцию с кабиной над двигателем и рядом перспективных агрегатов. В отличие от машин ГАЗ-62 начала 1950-х годов их идейными прототипами считаются немецкие универсальные высокомобильные автомобили-тягачи «Унимог» (Unimog), разработанные во второй половине 1940-х годов. На большинстве собранных машин ГАЗ-62 применялись обычные 70-сильные двигатели от ГАЗ-51, но славу им принес верхнеклапанный бензиновый двигатель ГАЗ-52Ф (3,48 л, 80 л.с.) повышенной экономичности с оригинальной системой форкамерно-факельного зажигания, работавший с модернизированной трансмиссией и впервые в мире установленный на военных машинах. К другим важным конструктивным новинкам относились главные гипоидные передачи, самоблокирующиеся межколесные дифференциалы повышенного трения и подвески с прогрессивными рессорами и телескопическими гидроамортизаторами. Колеса оснащались шинами размером 11,00 – 16 с распорными кольцами, позволявшими работать при пониженном внутреннем давлении воздуха. Важнейшей новинкой считалась открытая 2-местная кабина с тентом, откидным лобовым стеклом и съемными верхними остекленными частями дверей, которая с помощью двух пружин опрокидывалась вперед для осмотра и обслуживания силового агрегата. На цельнометаллической грузовой платформе со съемным тентом и откидными продольными скамьями размещалось 10 солдат. Вместимость одного бокового топливного бака составляла 105 л. Габаритные размеры бескапотного ГАЗ-62 – 4870x2100x2325 мм, снаряженная масса – 2570 кг. Вариант ГАЗ-62А комплектовался передней лебедкой. Обе машины могли буксировать прицепы или пушки массой до 1,2 т и на шоссе развивали скорость 80 км/ч. Они преодолевали подъемы крутизной до 32° и брод глубиной 0,8 м. Расход топлива с «факельным» мотором составлял всего 16 л на 100 км, запас хода – до 650 км. Бескапотный ГАЗ-62 был принят к производству, но до 1962 года их собрали всего лишь 69 экземпляров. Все наработки по этим машинам были использованы в процессе создания легендарного армейского грузовика ГАЗ-66, открывшего новую эпоху в развитии военной автотехники Горьковского автозавода.