Летом 1958 года «Москвич-415» был представлен на смотре новой военной техники на полигоне в подмосковных Бронницах, а затем с октября по февраль 1959 года проходил сравнительные испытания для изучения возможности принятия его на вооружение. Автомобиль преодолевал подъемы крутизной до 27° и броды глубиной 0,75 м, имел низкий расход топлива по шоссе – 11,6 л, на снежной целине – 18,7 л на 100 км. Несмотря на высокую экономичность, по многим конструктивным и эксплуатационным критериям он проигрывал вездеходу ГАЗ-69А и уже устаревшему к тому времени «Виллису». Его полезную нагрузку и мощность военные признали недостаточными, низкий просвет существенно снижал проходимость, а открытый кузов оказался слишком непрочным как для армии, так и для сельского хозяйства. В заключительном акте было указано, что машина «не соответствует ни современному уровню автомобильного производства, ни требованиям армейской эксплуатации, не имеет никаких преимуществ перед ГАЗ-69А и подлежит существенной конструктивной доработке».
Опытные джипы «Москвич-415» второй серии с цельнометаллическими кузовами. 1959 год.
Первая неудача не обескуражила конструкторов МЗМА: они переориентировались на подобные сельскохозяйственные машины, хотя и не забывали постоянно отправлять свои новые автомобили на военные испытания. В 1959 году были собраны еще два опытных образца М-415 второй серии с цельнометаллическими кузовами со встроенными в них крыльями и ступенчатой облицовкой радиатора, которые на этот раз сделали их похожими на американские джипы М-38А1. В 1960 году появился открытый автомобиль М-415 третьей серии с аллигаторным капотом и плоским «носом» с короткими воздухозаборными прорезями. Его внешность лучше знакома по следующей опытной модели «Москвич-416», которая отличалась лишь закрытым 5-местным кузовом с задними продольными скамьями и, действительно больше напоминала сельский разъездной автомобиль, чем утилитарный военный джип. Впоследствии на «Москвиче» последней серии устанавливали 75-сильный мотор от легковой серии 412, но и он не смог спасти советские джипы. Средств на их доработку не нашлось, и последним полноприводным автомобилем в 1973 году стал опытный длиннобазный «Москвич-2150». Он вновь прошел военные испытания, но оказался совершенно не приспособленным для армейской службы. В целом таких машин было собрано порядка двух десятков экземпляров.
Неудавшийся «Москвич-415» получил короткое развитие в Научном автомоторном институте (НАМИ), где в начале 1960-х годов проводили эксперименты с оригинальными высокоэластичными движителями с пневматическими гусеницами. В 1962 году многокамерный пневмогусеничный движитель на сварной раме с тремя фрикционными катками впервые был установлен вместо задних колес автомобиля М-415 второй серии. Эта полугусеничная машина получила индекс С-3, а второй модернизированный вариант С-3М 1965 года снабжался усиленными резинокордными гусеницами и передними ведущими барабанами. На испытаниях они показали неплохую проходимость, плавность и бесшумность хода, но легко спадали, а двигатель перегревался. Для военного применения столь ненадежные и хрупкие конструкции совсем не годились.