Опытный трехтонный грузовик ГАЗ-34 был создан в 1964 году на базе модели ГАЗ-66, его главное отличие от исходника — три оси и колесная формула 6х6. Автомобиль предполагалось использовать в армии в в качестве среднего бортового тягача для буксировки прицепов и артиллерийских орудий.

Бензиновый двигатель V8 мощностью 115 л. с. был унаследован от «шишиги», от ЗиЛа-130 позаимствовали однодисковое сцепление, у ЗиЛа-131 — пятиступенчатую коробку передач. На платформе автомобиля были установлены три продольные откидные скамейки на 27 человек личного состава и тент со смотровыми окнами и вентиляционными клапанами.

Всего в течение нескольких лест сделали пять опытных образцов автомобиля ГАЗ-34. Машина успешно прошла все испытания, однако интерес к модели пропал с выходом более мощного грузовика ЗиЛ-131.