Първите прототипи на ГАЗ-66 са създадени през 1957 г., но поради липсата на сериен двигател с необходимата мощност производството на започва едва през юли 1964 г. Все пак между 1958 и 1962 г. на същата ходова част, но с кабина от ГАЗ-69, се правят ограничени серии от 1,2-тонния камион ГАЗ-62.
През 1966 г. ГАЗ-66 е отличен със златен медал на изложението „Съвременна селскостопанска техника“ в Москва, а през 1967 г. със златен медал на Международния панаир на селскостопанска техника в Лайпциг. През юли същата година предната облицовка на кабината е променена и тя придобива добре познатия за всички вид. През 1968 г. всички изпълнения получават централизирана система за регулиране на налягането в гумите (ГАЗ-66-01).
През април 1969 г. ГАЗ-66 става първият съветски автомобил, получил Държавния знак за качество. Той е приет на въоръжение в съветската армия веднага след началото на производството си, но се предлагат и цивилни изпълнения, както за вътрешния пазар, така и износ (основно в социалистическите страни). След разпадането на СССР голям брой камиони ГАЗ-66 все още продължават да се използват в руските въоръжени сили, главно във въздушно-десантните части и граничните войски. Масовото производство на последната модификация ГАЗ-66-11 е прекратено през 1995 година, а последният ГАЗ-66-11 слиза от поточната линия на 1 юли 1999 г.
ГАЗ-66 е с товароносимост 2 тона, и е предназначен основно за движение при трудни пътни условия и по неравен терен. Високата проходимост се дължи на използването на диференциали с гърбични валове на предния и задния мост, къса база, относително ниско тегло, равномерно разпределено върху двете оси, висок просвет, както и регулируемо налягане в гумите (джантите имат специален дизайн). За помпане на гумите е монтиран компресор, задвижван от двигателя. При движение извън пътя може да се изпусне част от въздуха, макар че тогава износването на гумите се увеличава значително. Предното и задното окачване са на надлъжни полуелиптични ресори с двойнодействащи хидравлични телескопични амортисьори.
Двигателят е оборудван с предварителен подгрев. Спирачната система е хидравлична с вакуумен усилвател, ръчната спирачка е барабанна трансмисионна.
За осигуряване на достъп до двигателя кабината се накланя напред. Между седалката на водача и пътническата седалка има фиксиран корпус, покриващ двигателя, и затова силно извитият скоростен лост е разположен отдясно зад водача, което причинява известно неудобство при смяна на предавките. За почивката на водача ГАЗ-66 е оборудван с подвижно висящо платнено легло, подобно на хамак, което е окачено на четири куки в кабината.
