В 1943 году началось производство бронеавтомобиля БА-64Б на базе автомобиля ГАЗ-67, с шириной колеи 1446 мм против 1240 у БА-64. За счет уширения колеи значительно повысилась боковая устойчивость машины.

На базе бронеавтомобиля БА-64 было создано несколько опытных образцов.

Для охраны бронепоездов и разведки на местности с развитой железнодорожной сетью броневик пробовали поставить на рельсы. В декабре 1942 года испытывался БА-64Б (разработки Выксинского завода) на металлических колесах с ребордами вместо автомобильных и БА-64Г (Горьковского завода) с обычным шасси, но с реверсом и четырьмя роликами с ребордами,попарно расположенными впереди и сзади машины, удерживавшими ее на рельсах. Для того чтобы сойти с колеи, было достаточно поднять ролики.

Серийный бронеавтомобиль БА-64Б. Осень 1943 года. Лючки бокового обзора у механика-водителя появились в мае 1943-го

Опытный образец ширококолейного броневика (на переднем плане) во время сравнительных испытаний с серийным БА-64. Октябрь 1942 года

В марте 1943 года появился десантный, безбашенный БА-64Е с кормовым входом в бронекорпус. Машина имела малую вместимость (3—4 человека), вооружение отсутствовало, посадка и десантирование оказались неудобными. Была выпущена серия из 11 машин, все они проходили войсковые испытания, завершившиеся неудачей.

В январе 1943 года по предложению инженера С.С.Строева изготовили БА-64-3 (зимний) с цепным лыжно-гусеничным движителем вместо задних колес. Система представляла развитие идей выдающегося русского инженера С.С.Неждановского.

Бронеавтомобили БА-64Б и армейские вездеходы ГАЗ-67Б перед отправкой на фронт

Взвод бронемашин БА-64 под командованием гвардии лейтенанта Токарева в разведке. 3-й Украинский фронт, 1-й механизированный корпус, 1943 год

На испытаниях БА-64-3 уверенно ходил по любой снежной целине, преодолевал подъемы до 18°, и только недостаточные маневренность, скорость и запас хода помешали принять его на вооружение.

В 1944 году испытывался штабной безбашенный БАШ-64Б и его безрамный вариант с несущим корпусом.

Начатое весной 1943 года производство БА-64Б продолжалось по 1946 год. В 1944 году производство БА-64Б, по отчетности НКО, стабильно составляло 250 машин в месяц — 3000 в год (с рацией— 1404). Остальные образцы бронемашин, как новых типов, так и модификации БА-64, оказались малоудачными или не очень нужными, особенно к концу войны. Несмотря на свой основной недостаток — малую огневую мощь, бронеавтомобили БА-64 успешно применялись при проведении десантных операций, разведывательных рейдов, для сопровождения и боевого охранения пехотных подразделений. Особенно удачным оказалось применение БА-64 в уличных боях, где важным фактором была возможность вести стрельбу по верхним этажам зданий.

В июле 1944 года конно-механизированная группа генерала В.К.Баранова, совершая рейд по тылам врага, стремительно продвигалась к р.Сан, по которой проходила государственная граница СССР. 21 июля в районе г.Немиров отлично показал себя экипаж броневика БА-64 (командир — старший сержант А.И.Нечаев и водитель — Т.Т.Пушкаренко), который действовал в боевом дозоре от головного отряда 27-го гвардейского кавалерийского полка 7-й гвардейской кавдивизии.

Органы управления и контрольные приборы:

1 — педаль сцепления; 2 — педаль тормоза; 3 — педаль акселератора; 4 — рычаг переключения передач; 5 — рычаг включения переднего ведущего моста; 6 — рычаг ручного тормоза; 7 — спидометр; 8 — термометр системы охлаждения; 9 — кнопка ручного управления газом; 10— кнопка управления подсосом карбюратора; 11 — выключатель освещения щитка; 12 — выключатель зажигания; 13 — выключатель заднего фонаря; 14 — выключатель фары; 15 — штепсельная розетка для переносной лампы; 16 — кнопка ручного включения стартера; 17 — маслоуказатепь

Бронеавтомобили БА-64Б проходят по улице Бухареста. 1944 год. Обращает на себя внимание камуфляжная окраска боевых машин

Бронеавтомобиль обошел город и ворвался в него с неожиданного для противника северо-западного направления. БА-64 промчался по улицам, ведя огонь из пулемета, сея панику среди немецких солдат. Экипаж уничтожил расчеты двух противотанковых пушек врага, поджег три грузовика с солдатами и помог головному отряду захватить г.Немиров.

Всего за период с 1942 по 1946 год ГАЗ выпустил 3901 бронеавтомобиль БА-64 и 5209 — БА-64Б. В послевоенный период в Советской Армии бронеавтомобили БА-64Б использовались как учебно-боевые примерно до 1953 года.

Помимо СССР, боевые машины этого типа состояли на вооружении и в других странах. Войско Польское получило 81 машину, Чехословацкий корпус—10. После образования ГДР некоторое количество БА-64 передали немецкой Народной полиции. Кроме того, в этой стране в 1953 году выпустили партию бронеавтомобилей SK-1, по внешнему виду сильно напоминавших БА-64, но, в отличие от него, имевших двухскатные задние колеса (шасси "Робур-Гарант ЗОК"), большие массу и габаритные размеры.