Первый полноприводный автомобиль марки ГАЗ, появившийся в 1938 году, получил кузов фаэтон и именовался ГАЗ-61-40. В апреле 1938 года по просьбе конструктора Виталия Грачева и по указанию Наркома обороны Климента Ворошилова на Горьковский автозавод был доставлен для изучения новейший американский легковой полноприводный автомобиль Marmon-Herrington LD-2, который был построен на базе Ford V8 DeLuxe и конструктивно и технологически был близок к автомобилям ГАЗ.
После изучения американского вездехода Виталий Грачев пришел к выводу, что отечественный легковой автомобиль повышенной проходимости должен быть двухосным с передним ведущим мостом, а не трехосным с задними ведущими мостами, как предполагалось ранее.Разработка внедорожника совпала с освоением мощного двигателя ГАЗ-11, который отлично подходил для новой модели. Только-только появившееся шасси ГАЗ-11 сразу же было использовано для создания полноприводной версии. Под установку переднего ведущего моста рама была приподнята на 150мм.Для вездехода была позаимствована трехходовая четырехступенчатая коробка передач от полуторки ГАЗ-АА с вдвое увеличенным силовым диапазоном, что позволило обойтись без демультипликатора. Передний ведущий мост включался по необходимости, для этого имелась массивная рукоятка под перчаточным ящиком. Шасси получило индекс ГАЗ-61. Кузов был позаимствован от экспериментального фаэтона ГАЗ-11-40. Это позволило приспособить дополнительный бензобак на 50 литров в багажнике.При разработке советского полноприводного автомобиля возникла проблема – передача крутящего момента к передним управляемым колесам осуществлялась при помощи «шарниров равных угловых скоростей» Weiss, которые выпускала фирма Bendix-Weiss. Однако данная фирма отказалась от продажи в СССР лицензии, технологии и оборудования для производства ШРУСов, предложив закупать готовые изделия. В будущем ШРУСы планировалось устанавливать и на грузовики с колесными формулами 6×6 и 4×4, поэтому руководство СССР не устраивала зависимость оборонной продукции от поставок иностранной фирмы.И тут возникла другая проблема – для организации производства шарниров в СССР требовалось разгадать секрет шарниров Weiss, в которых дюймовый шарик перекатывался по канавкам специального профиля. Путем множества проб и ошибок эта задача была решена советскими конструкторами, а далее требовалось придумать технологию производства таких шарниров на оборудовании Горьковского автозавода. Но и эта задача была решена – для производства шарниров были приспособлены зуборезные станки Glisson, которых было достаточно на заводе.Первый опытный образец ГАЗ-61-40 был готов в июле 1939 года. Дорожные испытания первого вездехода ГАЗ-61-40 проходили с 10 июня по октябрь месяц. Такого автомобиля наша страна еще не знала. На шоссе с полной нагрузкой (500кг) он развивал скорость более 105 км/ч и потреблял 14 литров на 100км пути. Новый вездеход полностью оправдал надежды создателей - ведущего конструктора В.А.Грачева, инженеров Б.Д.Кирсанова, А.Г. Кузина, Н.Г.Мозохина, М.П.Пименова, С.Г.Зислина, В.И.Подольского и др.Благодаря полному приводу, мощному и тяговитому 6-цилиндровому мотору, трансмиссии с широким силовым диапазоном, покрышкам со специальным профилем и поднятой на 150мм раме, внедорожная «эмка» показывала просто превосходные результаты на бездорожье.
Автомобиль легко справлялся с тяжелыми участками бездорожья и преодолевал подъёмы до 430, что под силу не каждой гусеничной машине. На песке ГАЗ-61-40 брал подъём с места до 150, а с разгоном-до 300; брод ( со снятым ремнем вентилятора)-до 820мм; ров-шириной до 900мм, снег-глубиной 400мм.Вездеход не застревал даже на размытых осенними дождями грунтовых дорогах и пашне, мог буксировать прицеп весом до 700кг, уверенно переваливал через бревно диаметром 370мм и даже взбирался на дощатый 450-миллиметровый помост танцплощадки культбазы автозавода. Проходил войсковые испытания на полигоне в Кубинке под Москвой с 45-мм пушкой и с артиллерийским передком. Широко известны фотографии Н.Н.Добровольского, главного летописца ГАЗа и неизменного в то время участника испытательного экипажа ГАЗ-61-40 (Л.Н.Соколов, В.А.Грачев), показывающие, как машина взбирается на парадные лестницы волжского откоса в Горьком и Речного вокзала в Москве.Высокие динамические и внедорожные показатели ГАЗ-61-40 (непревзойденные, кстати, и до сих пор его послевоенными наследниками) позволили отказаться от намечавшегося выпуска уже подготовленной к производству, но гораздо менее удачной конструктивно трехосной модификации «эмки»-«ГАЗ-21».
Летом 1940 года машину представили на Всесоюзной сельскохозяйственной выставке среди лучших образцов отечественного автомобилестроения. «Новый отечественный автомобиль значительно превосходил по проходимости американский Marmon-Herrington LD-2, который послужил прототипом при его разработке».
Оси автомобиля ГАЗ-61-40 подвешивались к раме на продольных рессорах, а для плавности хода служили гидравлические амортизаторы рычажного типа. Мосты имели коническую передачу и были соединены с КПП при помощи карданных валов, которые были заключены в трубу и жестко крепились к картеру главной передачи. К осям автомобиля крепились дисковые колеса с резиновыми шинами размером 7,00-16. Рабочий колодочный тормоз имел механический привод и действовал на все колеса, стояночный тормоз также был колодочным с механическим приводом и также действовал на все колеса.На шасси устанавливался открытый четырёхдверный цельнометаллический кузов, задняя часть которого имела форму с закругленными боками. Двери были подвешены на передних петлях. На верхней рамке лобового стекла крепились два стеклоочистителя для облегчения видимости в непогоду, которые имели вакуумный привод, шланг которого соединялся с входным коллектором карбюратора. Для защиты кузова от мелких повреждений служили металлические бамперы. Запасное колесо крепилось на переднем крыле автомобиля и накрывалось съемным металлическим кожухом. В ночное время дорогу освещали две электрические фары и два габаритных фонаря со стоп-сигналами, которые крепились к крыльям. Также сверху на передних крыльях были расположены габаритные огни. Между передними и задними крыльями располагались подножки для облегчения посадки в салон автомобиля. В задней части кузова был устроен багажник с металлической крышкой. В полу багажника имелся ящик для хранения инструмента. Для защиты от непогоды служил складной тент, для хранения которого также был предусмотрен ящик в багажнике. Также в ненастную погоду к кузову на специальных застежках крепились мягкие боковины. Для лучшей шумоизоляции стенки кузова были покрыты мастикой, а пол застлан резиновыми ковриками.
Сиденья, которые были обшиты дерматином, были расположены таким образом, чтобы не вызывать утомления в дальней дороге. Переднее сиденье ГАЗ-61-40 представляло собой удобный и просторный диван, рассчитанный на двух человек. Заднее сиденье было рассчитано на троих человек, при этом в нижней части переднего сиденья была сделана ниша, позволяющая вытянуть ноги сидящим сзади пассажирам. На передних дверях имелись удобные подлокотники для водителя и пассажира, которые также служили и ручкой для закрывания двери. Для защиты от ветра на передних стойках имелись поворачивающиеся боковые стекла, а для защиты от солнца на надрамнике лобового стекла имелся козырек.