Непосредственным стартом для разработки этой машины стал подписанное 11 июля 1949 года Советом Министром СССР постановление, на основании которого ГАЗу поручалось разработать проект полугусеничного автомобиля, полностью соотвествовашего требованиям ГЛАВТУ. Создание его было поручено коллективу конструкторов под руководством С.Б. Михайлова.
В качестве базы опытного образца был взят полноприводный грузовик ГАЗ-51, имевший колёсную формулу 4х2. При этом в его конструкцию было внесено минимальное количество изменений. Так, в частности, была незначительно изменена скорость движения машины, а так же её грузоподъёмность. Кроме того, вместо заднего моста на раме был закреплён гусеничный ход, который устанавливался на четырёх опорных катках.
Опорные катки имели торсионную подвеску. При этом, ведущее колесо было помещено сзади. Для того, чтобы не происходило провисания гусеницы, на автомобиль был установлен ленивец, оснащённый натяжным приспособлением. Специалисты ГАЗа применили на этом автомобиле вместо поддерживающих катков так называемые «склизы» - направляющие планки. Несколько была изменена и трансмиссия. Передний мост остался без изменений, а управлялся ГАЗ-41 поворотом колёс.
Кабина машины была закрытой, двухместной, двудверной. Она оснащалась стеклоочистителем, а так же системами освещения и вентиляции. Крыша этого полугусеничного вездехода изготовлялась из кирзы в целях экономии дефицитной в послевоенные годы тонколистовой стали.
Машина имела грузоподъёмность две тонны, при этом на ней на поперечно установленных сиденьях могли быть размещены вооружённые солдаты.
Силовой агрегат ГАЗ-41 был взят у ГАЗ-51 и он представлял собой шестицилиндровый карбюраторный движок мощностью 70 «лошадей», что позволяло передвигаться автомобилю по шоссе со скорость в 46 км/ч. Он отличался хорошей надёжностью а так же неплохими показателями по экономичности в расходе горючего. При этом в качестве топлива машина могла использовать дешёвый бензин марки А-66. Запускался двигатель как вручную при помощи пусковой рукоятки, так и с помощью электрического стартера.
Трансмиссия на ГАЗ-41 механической четырехступенчатой, при этом ходовая часть машины имела как колёсный, так и гусеничный тип движителей. Колёсный движитель имел в своей конструкции передний мост, а так же колёса, взятые от базового автомобиля. Гусеничный же был «позаимствован» у лёгкого артиллерийского тягача М-2. От ГАЗ-51 этот полугусеничный внедорожник так же получил переднюю ось и колёса. Колёса имели пневматические шины с дорожным протектором. Она имела зависимую подвеску колёсного двигателя, которая состояла из двух полуэллиптических рессор, созданных на основе двух гидравлических рычажных амортизаторов. Кроме того гусеничный двигатель оснащался независимой торсионной подвеской с поперечным расположением торсионов.
Рама автомобиля была лестничного типа и состояла она из пары лонжеронов, а так же пяти поперечин, на которые монтировались узы и агрегаты машины, а так же буфера. Задняя поперечина несла буксировочный прибор с амортизатором пружинного типа.
Рулевой механизм этого вездехода не имел гидроусилителя и был создан по схеме «глобоидальный червяк». Благодаря такому техническому ходу, а так же наличию дифференциала главной передачи ГАЗ-41 имел минимальный радиус поворота в 7,6 метра.
Что касается тормозной системы, то она была выполнена по одноконтурной системе. При этом Рабочий ножной колодочный тормоз был установлен на колёсном движителе, а дисковый монтировался за главной передачей. Автомобиль так же имел на своём вооружении и ручной стояночный тормоз. Его место было за коробкой передач. Тормоза не имели электрического привода.
Электрическое оборудование выполнялось здесь по однопроводной схеме и имело напряжение бортовой сети в шесть вольт. Электроэнергия поставлялась к питающимся от него агрегатам с помощью двух стартерных аккумуляторных батарей в шесть вольт и генератора постоянного тока Г21, который мог выдавать мощность 225 Вт.
Ведущий конструктор этого проекта Михайлов разработал специально для АП-41, именно так именовался в секретной переписке ГАЗ-41, два вида движителей. Первый их вариант был создан на базе опорных катков авиационных колёс-пневматиков и так называемых «мягких» гусениц. Они были изготовлены из расположенных параллельно резиновых лент, которые скреплялись металлическими планками, имевшими на своём вооружении башмаки-грунтозацепы.
Оснащённый таким устройством автомобиль оказывал очень маленький удельное давление на грунт, что позволяло автомобилю очень уверенно перемещаться по снегу. При этом такой вид движителя имел и один существенный недостаток – «мягкая» гусеница силком быстро изнашивалась при езде по твёрдым грунта. При этом стоить отметить, что такая система движения проектировалась для езды зимой.
Летом же пневмогусенницы демонтировались и на ГАЗ-41 устанавливались обрезиненные катки, конструктивно схожие с катками, использованными на самоходке Су-76. При этом они имели меньший диаметр и использовались для поддержки передачи тягового усилия на стальную гусеницу с мелкотравчатыми траками.
Существовал и переходный вариант, совмещавший как пневмотраки, так и металлическую гусеницу и имевший в своём составе так называемые «скизы». Их забраковали практически сразу. В окончательном варианте звездочку сместили вперёд, а на её место установили ленивец, оснащённый натяжным приспособлением.
Эскиз новинки в 1949 году был предъявлен заказчику. В этом же году было получено от него одобрение на создание трёх опытных образцов ГАЗ-41 в соответствии с замечаниями армейского начальства. Все опытные прототипы были готовы уже к 28 декабря 1949 года и сразу же были отправлены в испытательные пробеги длинной от 150 до 300 километров. Кроме того, на заводе в течении месяца в 1950 году проходили заводские испытания новых автомобилей. Сделано это было для того, что бы подготовить их к приёмо-сдаточным испытаниям. В дальнейшем они показали, что АП-41 (именно так был зашифрован в секретной переписке ГАЗ-41) значительно превосходил при движении по целине своих конкурентов – колёсных автомобилей, созданных по колёсной формуле 4х4, а так же транспортёр М-2 производства США.
4 марта этого же года специалисты ГАЗа провели сравнительные испытания на проходимость машин по пересечённой местности. В них приняли участие кроме всех трёх прототипов ГАЗ-41, два ГИИ-22, а так же две машины ГАЗ-63. При этом для ГИИ-22 предусмотрели дополнительное испытание – буксирование санного прицепа и перевозка в кузове веса в одну тонну. Эта машина и оказалась победителем в соревновании, так как кроме прекрасных ходовых качеств она ещё и помогала вытаскивать застрявшие в снегу ГАЗ-41.
Что же касается езде в летних условиях, то новинка показала достаточно хорошие результаты, в том числе и при езде по болотистым участкам трассы. Полигонные испытания АП-41 закончились тем, что машины были отправлены на войсковые испытания, проходившие в Заполярье. Для этого на автомобили смонтировали цельнометаллические кабины от ГАЗ-63. Их оборудовали отопителями, а так же заменили им ходовые части. Так же завод изготовил специально под эти испытания новые ходовые части. Несмотря на такую подготовку, ПА-41 снова показал неудовлетворительные результаты при езде по снежной целине.
Что бы исправить сложившуюся ситуацию в конструкцию одного из автомобилей внесли следующие изменения: заменили двигатель и КПП, сменили главную передачу, а так же главный мост. Кроме того, эта полугусеничная машина обрела новый дифференциал ведущего моста и движитель. Конструкторы смогли также уменьшить радиус поворота, при этом поворот осуществлялся при помощи подтормаживания гусениц.
Проведённые работы привели к тому, что на приёмо-сдаточных испытаниях, прошедших в 1951 году Газ-41 показал увеличение маневренности и общей надёжности, однако, из-за невысокой мощности силового агрегата, а так же слабой надёжности трансмиссии автомобиля, он опять был вернут на доработку.
В результате в 1952 году создали ещё два опытных образца этой машины. Однако, разработанный заводом снегоболотоход ГАЗ-47, значительно превосходивший ГАЗ-41, доказал, что сама концепция полугусеничного автомобиля устарела. В связи с этим планы по запуску в серийное производство таких машин реализованы не были, и они остались только в виде опытных экземпляров.
