Аналогичным образом было решено поступить и с более мощным неполноприводным автомобилем ГАЗ-М-1 (конструкторы А. А. Липгарт, А. М. Кригер и другие). Бронеавтомобиль БА-20 был разработан и изготовлен на Выксинском заводе (г.Выкса, Горьковская обл.) дробильно-размольного оборудования в 1936 г. Машина была принята на вооружение и находилась в серийном производстве на том же заводе с 1936 по 1941 гг. По ряду причин создать более надежную бронезащиту и совершенное вооружение, чем на ФАИ, у очередной бронемашины сразу не удалось.

Машина имела компоновочную схему с передним расположением силовой установки. Совмещенные отделение управления и боевое размещались в средней и кормовой частях корпуса. В кормовой части корпуса над боевым отделением устанавливалась вращающаяся пулеметная башня. Посадка и выход экипажа, состоявшего из двух человек, производились через бронированные двери расположенные в бортах корпуса машины и люк в крыше башни. Для кругового обзора предназначались смотровые щели в башне и корпусе, закрываемые изнутри бронезаслонками, и смотровые лючки в лобовом листе, дверях и корме.Еще один люк - десантный - имелся в днище машины и предназначался для выхода экипажа из подбитой машины на поле боя.

Бронеавтомобиль был вооружен 7,62-мм пулеметом ДТ, установленным в шаровой опоре вращающейся башни. Боекомплект к пулемету составлял 1386 патронов. Углы вертикального наведения пулемета находились в пределе от - 13° до +23°. При стрельбе использовался простой механический прицел. Вращение башни осуществлялось с помощью спинного упора усилием стрелка, который к тому же выполнял обязанности командира экипажа, сидящего на вращающемся регулируемом по высоте сидении, которое было закреплено на днище машины.

Броневая защита — противопульная. Сварной корпус бронеавтомобиля был изготовлен из катаных броневых листов толщиной 4 и 6 мм, расположенных под большими углами наклона. Он имел увеличенный по сравнению с бронеавтомобилем ФАИ объем боевого отделения (для размещения радиостанции) и сравнительно небольшие размеры и массу. В днище машины имелся десантный люк. На бронеавтомобиле устанавливался четырехтактный четырехцилиндровый двигатель М-1 мощностью 50 л.с. (37 кВт) с карбюратором "Зенит" с экономайзером. Пуск двигателя производился с помощью электростартера МАФ-4006 мощностью 0,8 л.с. (0,6 кВт) В батарейной контактной системе зажигания использовались индукционная катушка (бобина), распределитель с центробежным регулятором и свечи зажигания. Емкость топливных баков составляла 70 л. Запас хода бронеавтомобиля по шоссе достигал 350 км. В состав трансмиссии входили однодисковое сцепление с накладками из феродо, трехступенчатая коробка передач (три передачи переднего и одна — заднего хода), карданная передача, главная передача, конический дифференциал с полуосями разгруженного типа.

Колесная формула машины — 4x2. Зависимая подвеска машины, состоявшая из продольно расположенных полуэллиптических листовых рессор, усиленных дополнительными листами (11 вместо 9). Наличие гидравлических поршневых амортизаторов, обеспечивало возможность движения по грунтовым дорогам с достаточно высокой средней скоростью — до 35 км/ч. Задний мост машины был усилен. Живучесть БА-20 обеспечивали пулестойкие шины ГК.

Электрооборудование бронеавтомобиля было выполнено по однопроводной схеме. Напряжение бортовой сети составляло 6 В. В качестве источников электроэнергии использовались аккумуляторная батарея ЗСТ-100 емкостью 100 А•ч и генератор ГМ-71 мощностью 120 Вт.

Для внешней связи на части машин использовалась приемо-передающая коротковолновая радиостанция 71-ТК-1 с поручневой антенной. Радиостанция устанавливалась в боевом отделении слева за водителем. Для ее питания использовался дополнительная аккумуляторная батарея ЗСТ-100. При установке радиостанции в состав экипажа вводился радист. Для внутренней связи использовался танкофон.

        Бронеавтомобиль был надежен и обладал достаточной проходимостью - хорошие тяговые свойства двигателя М-1 мощностью 50 л.с. позволяли БА-20 преодолевать подъемы до 15°, косогоры - до 12°, канавы шириной до 0,35 м и броды глубиной до 0,5 м. Как и "эмка", броневик имел привод только на заднюю ось.

        В 1938 году БА-20, подобно другим броневикам, был модернизирован. На обновленной машине, получившей обозначение БА-20М, установили пулестойкую башню конической формы, в состав экипажа ввели радиста, обслуживающего усовершенствованную дуплексную рацию 71-ТК-3 со штыревой антенной, расположенной по левому борту. В состав вооружения был введен запасной 7,62-мм пулемет ДТ, который укладывался в боевом отделении. Боекомплект к оружию остался без изменений. Броневая защита машины была усилена за счет применения лобовых листов корпуса и башни толщиной 9 мм. Кроме того был увеличен запас хода до 450 км, за счет установки дополнительного топливного бака емкостью 30 л (общая емкость двух топливных баков составляла 90 л). Естественно, после такой модернизации боевая масса БА-20М возросла до 2,62 т, что несколько ухудшило его динамические качества и проходимость.

В 1936 году построили и железнодорожный вариант БА-20, у которого, кроме обычных колес, имелись и заменяющие их по необходимости стальные диски с ребордами, способными катиться по рельсам. Смена колёс происходила в течении 30 минут. Снятые шины крепились по бортам корпуса. Скорость по железной дороге составляла 80 км/ч, а запас хода - 430-540 км. Время смены шин на диски силами экипажа занимало около получаса. Масса этой машины составляла уже 2,78 т. Они использовались в составе бронепоездов в качестве легких разведывательных бронедрезин.

Бронированная машина БА-20 прошла крещение огнем во время вооруженного конфликта на реке Халхин-Гол, где и выяснилось, что броня БА-20 легко пробивается бронебойной пулей крупнокалиберного 13,2-мм пулемёта. Она не пробивалась только ружейно-пулемётной простой и бронебойной пулей. БА-20 принял также участие в советско-финской войне, в составе разведывательных батальонов, и неплохо показал себя в боях начального периода Великой Отечественной войны.

Panzerspaehwagen BA 202 ® в качестве бронедрезины

        В числе трофеев, захваченных финской армией и оставшихся или эвакуированных на территорию Финляндии в период Зимней войны 1939 года было, среди прочего, 22 бронеавтомобиля БА-20 и БА-20М.

        Кроме того, летом 1941 года немецкие войска захватили около сотни советских бронеавтомобилей БА-20 и БА-20М. Трофейные машины попали в полицейские части и войска СС. Одна или две машины, состоявшие на вооружении немецкой полиции, были захвачены польскими повстанцами во время Варшавского восстания в августе 1944 года. В немецкой армии бронеавтомобили БА-20 получили обозначение Panzerspaehwagen BA 20 ®, a БА-20М - Panzerspaehwagen BA 202 ®. Бронеавтомобили BA 202 ® состояли на вооружении разных частей, в том числе 7-й горнострелковой добровольческой дивизии СС "Принц Ойген".