Wczesny radziecki BRDM po forsowaniu przeszkody wodnej. Zdjęcie jest niewątpliwie „pozowane”, gdyż zwiadowcy (co można stwierdzić po ubranych na mundury „maschałatach”) w warunkach bojowych nosili jednak hełmy i po opuszczeniu przedziału bojowego natychmiast kryli się w terenie.
Konstruktorzy BTR-a-40 próbowali wyeliminować niedoskonałości konstrukcji i sprostać nowym wymaganiom, ale okazało się to niemal nierealne. Przemysł silnikowy, mimo obietnic i decyzji rządowych nie był w stanie zaprojektować odpowiedniego silnika, a pomysł opracowania w krótkim czasie odpowiedniej jednostki napędowej siłami samochodowego biura konstrukcyjnego był zupełnie nierealny. Znaczącą poprawę przekraczalności terenu mogło przynieść tylko odejście od układu 4x4, a to oznaczało koniec unifikacji z GAZ-em-63. Największym problemem okazało się zapewnienie pojazdowi pływalności. Samo uszczelnienie kadłuba nie wystarczyło, problem stanowiło zapewnienie jego stateczności w wodzie. Jedynym rozwiązaniem okazało się skonstruowanie od podstaw nowego kadłuba. Tak też postąpiono, otwierając w ten sposób drogę zupełnie nowej konstrukcji.
Niezależnie od rezygnacji z głębokiej modernizacji już produkowanego transportera na rzecz zupełnie nowej konstrukcji, nadano tej ostatniej oznaczenie GAZ-40P (BTR-40 nosił fabryczne oznaczenie GAZ-40), gdzie litera P oznaczała „pławajuszczij”, czyli pływający. Niewykluczone, że była to biurokratyczna sztuczka, praktykowana dość często w ZSRR. Gdyby konstruktorzy zgłosili chęć opracowania od podstaw nowego wozu bojowego, decyzja o rozpoczęciu prac i ich finansowaniu musiałaby zostać zaaprobowana na najwyższym szczeblu, oczywiście, po przeprowadzeniu czasochłonnych procedur z udziałem wielu instytucji i kilku ministerstw. Natomiast decyzje w sprawie modernizacji zapadały zwykle szybciej i na niższym szczeblu.
Prace konstrukcyjne prowadził w Gorkowskiej Fabryce Samochodów (Gorkowskij AwtoZawod – GAZ) od końca 1954 r. zespół, kierowany przez W. Rubcowa. Kształt kadłuba pojazdu pływającego wzorowano najwyraźniej na wysoko cenionym amerykańskim samochodzie pływającym Ford GPA dostarczanym do ZSRR w czasie wojny w ramach umowy Lend-Lease. Dolna przednia płyta pancerza miała opływowy kształt i była wykonana z giętych i spawanych ze sobą blach. Płyta górna była niemal płaska (miała kąt nachylenia 85⁰). Burty i pancerz tylny były pionowe. Na kadłubie ustawiono niską nadbudówkę w kształcie spłaszczonego sześciokąta z nachylonymi ścianami i dwoma
oknami z przodu.
Napęd w wodzie zapewniała pojedyncza, czteropiórowa śruba, umieszczona w tunelu, pobierającym wodę spod dna pojazdu (czyli był to napęd strugowodny). Podobno zastosowano gotowe rozwiązanie, opracowane wcześniej dla czołgu pływającego PT-76.
Ostateczna wersja BRDM-a – przedni pancerz z giętych blach, zdalnie rozkładany falochron i karabin maszynowy SGM kal. 7,62 mm z workiem na łuski.
Różnica polegała na tym, że czołg miał dwa takie pędniki, dzięki czemu sterowanie w wodzie polegało na wyłączaniu jednego z nich lub wykorzystaniu „odwracacza ciągu”, kierującego strumień wody nie do tyłu, a do przodu, przez specjalne dysze, których wyloty znajdowały się na burtach pojazdu. W przypadku BRDM-a była tylko jedna otunelowana śruba. Na temat sterowania rosyjskie źródła są ze sobą sprzeczne, niewykluczone, że niektóre opisy dotyczą stadium projektowania, co nie znalazło odzwierciedlenia w pojazdach seryjnych. Otóż sterowanie miał zapewnić zestaw kilku ruchomych powierzchni (sterów) umieszczonych u wylotu tunelu, za śrubą. Oprócz tego miałyby być do dyspozycji dwa burtowe „odwracacze ciągu”. Tymczasem pojazdy seryjne nie mają ani jednego, ani drugiego. Sterowanie zapewniała ochronna pokrywa na wylocie tunelu, chroniąca śrubę przed uszkodzeniami podczas jazdy po lądzie. Pokrywę można było odchylać w prawo lub lewo pozostawiając wąską szczelinę, przez którą woda wypływała skośnie względem osi kadłuba i pojazd skręcał. Wspomaganie sterów stanowiła para kół przedniej osi, których skręcenie zmieniało opływ wody. Podobno w praktyce stosowano głównie sterowanie kołami.
Kolejny problem stanowiło zapewnienie wysokiej przekraczalności terenu. Najlepsze rozwiązanie – zastosowanie trzyosiowego układu jezdnego uznano za zbyt skomplikowane i ciężkie dla pojazdu, którego masa nie miała przekraczać 6 t. Rozważano zastosowanie wypróbowanych wcześniej rozwiązań. Francuskie samochody pancerne Panhard EBR-75M51 miały np. dodatkowe dwie pary nienapędzanych, nieogumionych kół dużej średnicy, umieszczone we wnękach burt. Jak długo koła przedniej lub tylnej osi zachowywały sczepienie z gruntem, pojazd mógł przetaczać się po nierównościach terenu i skarpach rowów, opierając na nich dodatkowe koła. Ich dyski pełniły także rolę dodatkowej osłony pancernej burt. Radzieccy konstruktorzy wykorzystali jeszcze przed wojną prostsze rozwiązanie – w trzyosiowych samochodach pancernych BA-10 dwa koła zapasowe zamocowano obrotowo na burtach, między pierwszą i drugą osią w taki sposób, że ich opony wystawały poniżej ramy kadłuba. Gdy samochód najeżdżał np. na niski murek, ryzyko zawieszenia się na nim dnem było dzięki temu nieco mniejsze. W obu przypadkach problem pojawiał się, gdy napędzane koła odrywały się od gruntu i samochód zatrzymywał się, choć dodatkowe koła opierały się o przeszkodę. Oczywistym rozwiązaniem było zapewnienie dodatkowym kołom napędu, czyli przejście od układu 4x4 do 6x6, a z 6x6 do 8x8, które to rozwiązanie odrzucono jednak a priori.
Dla nowego transportera konstruktorzy znaleźli wobec tego rozwiązanie „połowiczne”, a mianowicie dodatkowe koła były napędzane tylko wtedy, gdy były potrzebne! Na dodatek podczas jazdy po równym terenie te dodatkowe koła były unoszone i ukrywane w kadłubie. Zamiast jednej zainstalowano dwie pary kół o mniejszej średnicy, opuszczane i podnoszone za pomocą mechanizmu dźwigniowego i napędzane za pomocą prostej przekładni łańcuchowej. Rozstaw tych kół był nieco mniejszy niż podstawowych, przez co mniejsze było ryzyko ugrzęźnięcia samochodu na przeszkodzie o kształcie zbliżonym do stożka. Dla zmniejszenia masy całego zespołu pomocniczych kół, zamiast zastosować specjalne opony samochodowe, wybrano kompletne koła… lotnicze, skonstruowane dla nowych wówczas samolotów transportowych An-8. Rozwiązanie było oryginalne i rzeczywiście poprawiało przekraczalność terenu. Wiązało się jednak z dwiema niedogodnościami: wnęki kół zmniejszały objętość szczelnego kadłuba, czyli wyporność pojazdu i równocześnie czyniły przedział załogi ciaśniejszym i mniej wygodnym. Z czasem okazało się też, że ich obecność wyklucza możliwość zamontowania burtowych drzwi, ułatwiających opuszczanie pojazdu pod ostrzałem.
Początkowo przewidywano, że w maksymalnym stopniu zostaną wykorzystane podzespoły BTR-a-40 oraz ciężarowego GAZ-a-63. Szybko jednak ich liczba zmalała, a z czasem podzespoły pojazdów starszej generacji zastąpiono przejętymi z najnowszego wówczas terenowego samochodu ciężarowego GAZ-66. Jego prototyp zbudowano w 1957 r., ale produkcji nie uruchomiono natychmiast, gdyż brakowało odpowiedniego silnika. Ośmiocylindrowy, widlasty, ale ciągle gaźnikowy ZMZ-66 o mocy 85 kW miał być produkowany w Zawołżskiej Fabryce Silników (zbudowanej pod koniec lat 50. od podstaw w Obwodzie Gorkowskim). Przewidywano użycie tego silnika także dla transportera opancerzonego, ale ostatecznie ograniczono się do unifikacji z GAZ-em-66 skrzyń przekładniowych, wałów Cardana, a z czasem także kół z centralną instalacją regulacji ciśnienia w oponach (GAZ-66-01).
Prototyp transportera zbudowano w 1956 r. wykorzystując podzespoły GAZ-a-63 i blachy o zaprojektowanej grubości, ale o innym składzie chemicznym – nie były to blachy pancerne. Po relatywnie krótkim i zaskakująco pomyślnym cyklu prób BRDM został przyjęty na uzbrojenie rozkazem ministra obrony z 10 stycznia 1958 r., choć trwała już wtedy jego produkcja seryjna. Zakończono ją w 1965 r., a jedynie nośniki dla wersji specjalnych produkowano dłużej – do 1966 r. (wg niektórych źródeł nawet do 1968 r.).
Pierwsza konfiguracja pojazdu nie przewidywała pancernego stropu nad przedziałem bojowym, w razie potrzeby przykrywano go brezentową opończą, wspartą na trzech poprzecznych kabłąkach. W 1959 r. zapadła decyzja o zamknięciu przedziału od góry dla zwiększenia ochrony przed działaniem broni masowego rażenia. W stropie wykonano dwa duże włazy nad siedzeniami kierowcy i dowódcy, zakryte czworokątnymi pokrywami, odchylanymi do tyłu. „Skutkiem ubocznym” zastosowania metalowego stropu była potrzeba przemieszczenia jarzma dla karabinu maszynowego SGMT kal. 7,62 mm, które wcześniej było przymocowane do górnej, wewnętrznej krawędzi przedniego pancerza przedziału bojowego. Przez jakiś czas BRDM-y po prostu nie miały jarzma i dopiero w 1962 r. zainstalowano prosty cokół dla jarzma na zewnątrz pancerza, między oknami. To z kolei wymusiło zaślepienie znajdującej się w tym miejscu przedniej strzelnicy. Również w 1959 r. postanowiono uprościć konstrukcję przedniego pancerza: zamiast giętych i spawanych elementów postanowiono uzyskać podobny kształt, spawając płaskie blachy. Ilość spawanych elementów nie zmieniła się przy tym.
Kolejne zmiany wprowadzono w 1962 r. Raz jeszcze zmieniono kształt blach pancerza przedniego – dwie z nich, „narożne” były gięte przed spawaniem. Burty usztywniono, dodając w ich dolnej części dwa poziome, wypukłe przetłoczenia. W tylnym pancerzu także wykonano dwa poziome przetłoczenia, ale dla odmiany wklęsłe. Uproszczono konstrukcję stopnia, ułatwiającego wejście do pojazdu z boku. W pierwszej wersji był to tłoczony z blachy element w kształcie wklęsłej miski z poziomą rurką – stopniem. Można było łatwo zdemontować całość zyskując dostęp do mechanizmu opuszczania kół. Takie same stopnie montowano w burtach GAZ-a-46, czyli MAW-a – samochodu pływającego, wzorowanego na Fordzie GPA. Zamiast niego w burtach wycięto półokrągłe otwory z poziomą blachą, pełniącą funkcję stopnia. Kolejna zmiana dotyczyła kształtu strzelnic. W produkowanych wcześniej wozach były one okrągłe – cztery na burtach, dwie w dwuskrzydłowych tylnych drzwiach i jedna między oknami przednimi. W nowej wersji strzelnice zunifikowano ze stosowanymi w BTR-ach-60 – miały kształt silnie wyoblonego trójkąta ze wzmocnionymi obrzeżami. Dodano też dwa boczne jarzma dla karabinu maszynowego. Bodaj najistotniejsza zmiana dotyczyła konstrukcji przedniego falochronu. Jego pierwsza wersja składała się z trzech sekcji, ułożonych na górnym pancerzu. Przed pokonaniem przeszkody wodnej trzeba je było ręcznie rozłożyć i zablokować. Ograniczały pole widzenia kierowcy, który musiał korzystać z pojedynczego peryskopu TNSz-370, zamontowanego na skraju przedniego pancerza nadbudówki. W konfiguracji z 1962 r. zastosowano jednoczęściowy falochron, składany na przedni dolny pancerz. Był on unoszony za pomocą mechanizmu dźwigniowego z wnętrza wozu. W tej postaci transporter był produkowany do końca, czyli do 1966 r.
Samonośny kadłub transportera był konstrukcją spawaną, wykonaną z blach o grubości 12, 8 i 6 mm (według innych danych 11, 7 i 5 mm). Dla jego usztywnienia od wewnątrz dospawano do niego prostopadłe żebra.
W przedniej części kadłuba znajdował się przedział napędowy, a w centralnej i tylnej przedział bojowy. Kierowca i dowódca siedzieli z przodu, a trzej pozostali członkowie załogi mieli siedzenia za nimi. Dwa z nich były ustawione ukośnie za wnękami dodatkowych kół, a jedno, składane, znajdowało się na tylnej ścianie, poniżej drzwiczek. Oba przednie okna były zaopatrzone w unoszone do góry pancerne pokrywy, w które wbudowano szczeliny obserwacyjne z blokami szkła kuloodpornego typu B-1. W burtach, na wysokości siedzeń kierowcy i dowódcy wykonano szczeliny obserwacyjne, niezabezpieczone szkłem pancernym. Dostęp do przedziału bojowego zapewniały dwa duże włazy w przedniej części stropu oraz niewielkie, dwuskrzydłowe drzwi w tylnej części nadbudówki. Wsiadanie i wysiadanie ułatwiały stopnie w burtach i dwie poręcze przy tylnych drzwiach.
