Непременное стремление повысить огневую мощь и особенно бронезащиту основных, так называемых ли-нейных бронеавтомобилей Красной Армии в 30-е годы сдерживалось ограниченной грузоподъемностью и недостаточной надежностью применявшегося тогда трехосного шасси ГАЗ-ААА. Оно и так было перегружено, а его маломощный двигатель почти не поддавался форсированию. С увеличением же толщины брони неизбежно росла и масса машины. Поэтому когда Московский автозавод после реконструкции освоил в 1934 году производство своего первого трехосного (6х4) грузовика ЗИС-6 с червячными задними мостами (конструкторы Е. И. Важинский, А. С. Айзенберг, А. И. Скерджиев, Кьян Ке Мин и другие), более прочного и выносливого, сразу приступили и к созданию тяжелого пушечного бронеавтомобиля (класса свыше 6 т) на его основе. Начало положил БА-5, построенный осенью 1935 года. Просторный бронекорпус его, сваренный из плоских листов толщиной 4-9 мм, вмещал экипаж из 5 человек. Цилиндрическая башня с 45-мм пушкой и спаренным с ней пулеметом ДТ была заимствована от танка Т-26. Еще два ДТ были смонтированы в шаровых установках лобового листа корпуса и кормовой рубки. Был введен задний пост управления (с рулем и педалями), сиденье, смотровой люк, фары. Получив удовлетворительную бронезащиту (несколько лучшую, чем у распространенного тогда среднего бронеавтомобиля БА-3) и дополнительное вооружение, машина имела все же большие габариты и невысокую проходимость. Подвижность ее ограничивалась недостаточной мощностью двигателя - 73 л. с. В целом выигрыш в боевых свойствах пока был невелик. 

Однако шасси и двигатель ЗИС-6 имели возможность дальнейшего совершенствования, да и размеры машины могли быть заметно уменьшены при усилении ее бронезащиты, за счет более рациональной формы корпуса. В течение 1936-1937 годов проектировалось специальное укороченное шасси ЗИС-6К с двигателем увеличенной мощности, опущенным на раме вниз, и с дополнительным задним рулем. Был построен макетный образец машины. Положительные результаты этой работы позволили приступить зимой 1938 года к созданию нового тяжелого бронеавтомобиля БА-11 (шасси - ЗИС-34). Компоновку делал инженер А. С. Айзенберг, шасси занимались конструкторы Д. В. Саломатин, Б. М. Фиттерман, В. Н. Смолин и другие. Одновременно на Ижорском заводе под руководством инженера А. Н. Баранова проектировался достаточно совершенный по тем временам бронекорпус. Стандартный "зисовский" двигатель был форсирован до 93 л. с. (с алюминиевой головкой - до 99 л. с.), в основном за счет увеличения степени сжатия и частоты вращения и улучшения наполнения цилиндров. Надежность его работы на бронемашине повышало дублированное зажигание - от магнето и от батареи. Свечи были экранированы, чтобы не создавать помех радиоприему. Наличие реверса в демультипликаторе в сумме давало 9 передач вперед и 6 - назад, причем скорость заднего хода достигала 90% от переднего. Был оборудован полноценный задний пост управления. Имелся механизм ручного запуска двигателя изнутри машины. Раму укоротили на 400 мм; соответственно сократили и базу (на 350 мм). Был усилен передний мост. 

Пулестойкие шины увеличенного размера имели крупные грунтозацепы. Проходимость машины повышали гусеничные цепи "оверолл", надеваемые на колеса задней тележки, и запасные колеса по бортам с возможностью их вращения, тогда общепринятые. БА-11 мог преодолевать подъем по грунту до 22°. Приземистый корпус его с наклонным расположением всех бронелистов увеличенной толщины должен был надежно защищать экипаж от бронебойных и крупнокалиберных пуль, отдельных осколков. Низкая башня рациональной формы, хотя и несла такое же орудие, как и основные бронеавтомобили и танки Красной Армии (более мощной пушки с умеренной силой отдачи тогда еще не было), зато боекомплект к ней увеличился до 114 снарядов. Машина была достаточно устойчивой при стрельбе. Пулеметов снова стало два (всего 3087 патронов) - спаренный с пушкой и в шаровой установке на лобовом листе, огонь из которого вел командир. Он же работал и на дуплексной радиостанции. Экипаж имел пулестойкие приборы наблюдения ПТ-К. К концу 1938 года на ЗИСе уже были собраны экспериментальные шасси с макетными бронекорпусами, а через год Ижорский завод построил первые два бронеавтомобиля БА-11. Правда, принять участие в финской кампании, как это предполагалось, они не успели. После проведения испытаний Московский автозавод начал осваивать конвейерную сборку шасси ЗИС-34. В течение 1940-1941 годов было собрано 16 бронемашин. По бронезащите и огневой мощи, а также подвижности и запасу хода БА-11 несколько превосходил пехотный танк тех лет Т-26. На шоссе же он при такой же мощности двигателя развивал вдвое большую скорость. Это и предопределяло основное боевое назначение новой машины - маневренная огневая поддержка наступающей пехоты и кавалерии, качественное усиление автоброне-соединений, вооруженных средними машинами, борьба с бронесилами и огневыми точками врага. БА-11 применялись в начальном периоде войны на Ленинградском фронте. 

Однако судьба их сложилась не совсем удачно. Заказчику не нравились возросшая масса (на 400 кг больше заданной) и габариты машины, а также высокое удельное давление колес на грунт. И, хотя по своим боевым характеристикам новая бронемашина значительно превосходила состоявшие тогда на вооружении БА-10, широко развернуть их производство не удалось - Ижорский завод был отрезан блокадой Ленинграда. В начале войны делалась попытка выпуска БА-11 на Подольском заводе имени Баранова. В 1940 году на одно из шасси ЗИС-34Д был установлен опытный автомобильный 6-цилиндровый дизель ЗИС-Д-7 (конструкторы П. В. Сметанников, В. А. Будников, И. И. Мочалин) мощностью 96-98 л. с. при 2200 об/мин. В 1941 году первый советский дизельный бронеавтомобиль БА-11Д проходил испытания. Из-за более тяжелого двигателя масса машины увеличилась до 8,65 т; однако за счет его большей экономичности запас хода при тех же баках (150 л) возрос на 33%. Правда, максимальная скорость на шоссе упала до 48 км/ч - надо было менять передаточные числа в главной передаче, но лучшие тяговые характеристики дизеля позволили поднять среднюю скорость на шоссе до 39,8 км/ч, что было неплохо для бронеавтомобиля такого класса. Увеличилась и пожарная безопасность машины. К сожалению, освоить двигатель Д-7 до войны не успели, однако он послужил основой для создания удачного тракторного 4-цилиндрового дизеля Д-35, получившего широкое распространение после войны. По бронезащите и вооружению БА-11 превосходил зарубежные образцы тяжелых бронеавтомобилей, а дизельный БА-11Д вообще не имел аналогов. Однако неполноприводные шасси, даже такие относительно мощные и надежные, уже не могли обеспечить нужной подвижности по бездорожью. Требовалась трехосная машина со всеми ведущими колесами. Такое шасси ЗИС-36 (6х6) с шестеренчатыми задними мостами было изготовлено осенью 1940 года и отправлено для бронирования в Ижору; но появлению нового, более совершенного бронеавтомобиля помешала война. Она же показала, что колесные бронемашины могут развиваться только на базе полноприводных шасси.