Опытный автопоезд БАЗ-3405-9366 второго промежуточного поколения с механическим приводом проектировался коллективом СКБ Брянского автозавода, а затем собирался и дорабатывался в течение довольно долгого времени – с 1971 по 1978 год, а его заводские и военные испытания продолжались до 1982 года. Фактически представлял собой попытку создания более простого, надежного, практичного и чуть облегченного альтернативного варианта машины ЗИЛ-137 с целью ее последующей замены. Первоначально в нем использовался доработанный серийный 150-сильный седельный тягач ЗИЛ-131В с допустимой нагрузкой на седло 3960 кг, переименованный в БАЗ-3405, на котором дополнительно устанавливали конический редуктор для передачи крутящего момента от раздаточной коробки карданным валом на редуктор и ведущие колеса полуприцепа. Первый образец автомобиля был построен в апреле 1972 года, и только после этого началась работа над собственным активным полуприцепом-шасси БАЗ-9366, который появился в октябре 1973-го. Его основой являлся полуприцеп 137А из автопоезда ЗИЛ-137, но за счет небольшого сокращения собственной массы его полезную нагрузку удалось увеличить до 7,6 т. В дальнейшем на заводе собрали второй комплект БАЗ-3405-9366. Внешне автопоезда БАЗ и ЗИЛ практически ничем не отличались, их технические и эксплуатационные параметры были почти идентичны.