O GAZ-34 de 3 toneladas (6x6) com uma cabina sobre o motor era muito semelhante ao GAZ-66 de série de dois eixos, com um terceiro eixo de tração adicional. Foi uma tentativa da fábrica GAZ de criar uma alternativa de cabover leve ao veículo militar bonde ZIL-131. O novo caminhão foi planejado para ser usado como um trator de serviço médio para reboque de reboques e artilharia. O GAZ-34 era de 1,3 toneladas mais leve que o ZIL-131, meio metro mais curto e um flatbed do mesmo comprimento.
O desenvolvimento do GAZ-34 começou em março de 1964, quando a fábrica já havia começado a montagem da linha GAZ-66. O primeiro protótipo do GAZ-34 foi feito naquele ano e, em seguida, dois protótipos com carrocerias e cabines do GAZ-66. Ambos os protótipos foram para testes de fábrica e passaram uma distância de 25 e 50 mil quilômetros. Em 1967, foram feitos outros três protótipos de caminhões, que foram enviados para a próxima fábrica e testes militares.
Para várias unidades, o GAZ-34 foi unificado com um caminhão serial GAZ-66A com um guincho, mas foi equipado com um sistema de regulagem da pressão dos pneus. O GAZ-34 foi equipado com um motor V8 a gasolina de 115 cv (o mesmo foi instalado no GAZ-66A), eixos motrizes, freios a tambor, cabina toda em metal, guincho dianteiro e dois tanques de combustível com capacidade total de 210 litros. Uma embreagem de placa única foi emprestada da ZIL-130; Caixa de 5 velocidades, caixa de velocidades auxiliar de 2 velocidades e veios de transmissão - da ZIL-131. O acionamento de ambos os eixos traseiros era similar ao ZIL-157 e possuía cinco cardans individuais com suporte intermediário. Tomada de força também foi tirada da ZIL-157. Mas a estrutura do GAZ-34 era original, assim como uma cama de carga toda em metal com arcos de roda e um comprimento interno de 4100 mm (800 mm comparado ao GAZ-66), mas com a mesma largura (2050 mm).
Todos os cinco protótipos do GAZ-34 apresentaram algumas diferenças insignificantes no design, configuração e características. Como resultado, a distância entre os eixos dianteiro e médio variou de 3445 a 3453 mm, a base do volante foi de 1245 ou 1250 mm, comprimento total - 6425 - 6435 mm, distância ao solo sob as pontes - 306 - 312 mm. Com o peso médio do meio-fio de 5150 kg, os protótipos variaram de 8260 a 8820 kg. Durante os testes os protótipos transferiram pessoal, rebocaram vários reboques, morteiros, canhões de 122 mm M-30, e até uma aeronave An-25. De acordo com os resultados dos testes, o GAZ-34 recebeu uma avaliação positiva e foi recomendado para o uso do exército. Mas em 1967 a ZIL começou a produzir em massa um caminhão ZIL-131 similar e mais poderoso e o interesse militar para o GAZ-34 havia desaparecido.
