В конце 50-х годов Советская Армия для переброски подразделений пехоты применяла бронетранспортер БТР-152В1. За почти десятилетнюю эксплуатацию этих машин военные выявили ряд недостатков. Из-за бронированного корпуса значительно увеличивалась нагрузка на колеса, что негативно сказалось на проходимости, особенно в размокшем черноземе и глине. Зависимая подвеска всех мостов с дорожным просветом всего 280 мм на сильно пересеченной местности (например поле изрытое воронками) не обеспечивала достаточный свободный ход и колеса теряли сцепление с грунтом. Кроме того, для тяжелого БТР-152В1 непреодолимым препятствием становился обыкновенный окоп шириной около метра - передние колеса проваливались вниз, корпус упирался в бруствер и дальнейшее движение было невозможным. Военные предложили конструкторским бюро минавтопрома приступить к разработке новой машины, оснащенной независимой подвеской всех колес, имеющей дорожный просвет не менее 350 мм. Кроме того, новый БТР должен был еще и плавать. На Горьковском автозаводе главным конструктором проекта стал известный конструктор В.А. Дедков. К середине 1958 года первый опытный образец был готов. Требования генерального заказчика были полностью выполнены.

БТРП (так условно называлась машина - бронированное транспортное средство плавающее, он же ГАЗ-49) имел несущий сварной бронекорпус с плоским дном, передним расположением отделения управления и кормовым размещением силовой установки, четыре ведущих моста с независимой подвеской всех колес. В каждом колесе имелся встроенный редуктор, используемый для увеличения дорожного просвета. По воде машина передвигалась как за счет гребного эффекта вращающихся колес, так и при помощи специального водометного движителя реактивного типа. В средней части корпуса находилось десантное отделение, вмещавшее 16 человек, в котором стрелки находились лицом к борту машины. Для ведения огня из автоматов в бортах машины имелось 6 амбразур. Между полом десантного отделения и днищем машины устанавливались агрегаты трансмиссии. Открытый сверху корпус являлся несущим, имел обтекаемую форму нижней части и днища и изготовлялся из катаных броневых листов толщиной 6-8 мм. Колеса первой и второй осей были управляемыми. В подвеске использовались 8 торсионных валов и 12 телескопических гидроамортизаторов. На крайних узлах подвески устанавливались по два гидроамортизатора. Пулестойкие шины большого профиля (13.00-18") имели центральную систему регулирования давления воздуха. Широкая колея позволяла двигаться за танками, а четыре равномерно расположенных оси давали возможность преодолевать рвы шириной до 2 м.

В передней части корпуса была установлена лебедка с длиной троса 50 м и максимальным тяговым усилием 4 500 кГс. На кронштейнах лобового и бортовых листов корпуса устанавливался 7,62-мм пулемет СГМБ, боекомплект которого составлял 1250 патронов. БТР оснащался ночными приборами водителя ТВН-2 и командира ТКН-1, радиостанцией Р-113. Полная масса нового БТРа достигала 9 800 кг. На первых опытных образцах использовался двигатель ГАЗ-40П (форсированный вариант двигателя грузового автомобиля ГАЗ-51) мощностью 90 л.с. Однако, он оказался слишком слабым, хотя по остальным показателям вполне устраивал. Для обеспечения необходимой динамики и ходовых качеств двигатель должен был быть вдвое мощнее. Таким образом выбор пал на дизель ЯАЗ-206Б, развивавший до 205 л.с. Но этот двигатель, имевший чугунный блок цилиндров, оказался слишком тяжелым - при движении на суше сцепление первой пары колес с грунтом оказывалось недостаточным, а водные препятствия бронетранспортер пересекал с сильным дифферентом на корму. Предложенное инженерами выравнивание нагрузок на оси за счет усиления лобовой брони заказчиками было отвергнуто - количество десанта при этом уменьшалось с 12 до 8 человек. Для выхода из создавшегося тупика Дедков принял неожиданное решение - установить на БТР два двигателя ГАЗ-40П. Двигатели были смонтированы параллельно каждый со своими агрегатами трансмиссии на одной общей раме, но сблокированы были не сами двигатели, а только их приводы управления.