У 1934 р. розпочався випуск бронеавтомобіля БА-3, який став результатом модернізації машини БА-І. Бронекорпус змонтовано на шасі автомобіля ГАЗ-ААА. На нього встановили танкову башту Т-26 із зменшеною до 8 мм товщиною броні. Запасні колеса встановлені на бортах вертикально на опорах, які обертаються. В носовій частині бронекорпуса розмістили карбюраторний 4-циліндровий двигун ГАЗ-АА потужністю 40 к.с. Озброєння його складалось із 45-мм гармати і 2-х 7,62-мм кулеметів. Боєкомплект складався із 60 снарядів та 3276 набоїв. Машина вагою 5,82 тонни мала максимальну швидкість 43 км\год. Екіпаж складався із чотирьох чоловік: командир, навідник, заряджаючий і водій. Усього було випущено 168 машин. Вони приймали участь у бойових діях на території Іспанії, Монголії, Фінляндії. На початку літа 1935 р. був випробуваний залізничний варіант БА-3. Для збільшення прохідності на задні колеса БА-3 одягались всюдихідні гусениці під назвою Оверолл.