В июне 1936 года один из серийных образцов БА-20 поступил на НИБТ полигон для проведения испытаний. По схеме новый броневик повторял ФАИ, но имел корпус большего размера, сваренный из 4-6-мм бронелистов. Для посадки экипажа из трех человек в бортах имелись две двери, а для наблюдения за дорогой при движении задним ходом – небольшой лючок в корме. Вооружение БА-20 состояло из пулемета ДТ в башне, конструкция которой была аналогична башне ФАИ. Из-за возросшей массы шасси и бронекорпуса бронеавтомобиль "потяжелел" до 2,27 т, но благодаря более мощному, по сравнению с ФАИ, двигателю максимальная скорость по шоссе возросла до 95,5 км/ч. Запас хода по горючему составлял 704 км по шоссе и 558 км по проселку. Машина прошла 5000 км, показав неплохие результаты. В заключении комиссии, проводившей испытания, говорилось:
"…При движении БА-20 в боевом положении со скоростью выше 15-20 км/ч наблюдение за дорогой и обзор по сторонам в смотровые шели передних люков становится невозможным.
БА-20 может решать самостоятельные тактические задачи. Для увеличения мощи огня необходимо установить второй спаренный пулемет в башне и один пулемет у командира машины».
В марте – апреле 1937 года конструкторы завода ДРО Мирошин и Сухов спроектировали для бронеавтомобиля БА-20 новую башню конической формы "повышенной пу-лестойкости". После предъявления проекта представителям АБТУ РККА опытный образец башни был утвержден для серийного производства и установки на БА-20 с 1 июля, однако сделать этого не удалось. Так, в "Сводной ведомости выполнения плана заказов АБТУ РККА за 1937 год" говорилось:
"…Выксунский завод. Задание за 9 месяцев выполнено на 70%, что составляет 51,3% годового плана. Весь недодел падает на новый образец БА-20 с конической башней с освоением которых завод запоздал на 3 месяца. Приемка новых образцов БА-20 начата и на 1 октября принято 15 машин".
Всего же за 1937 год завод дробильно-размольного оборудования в Выксе изготовил 252 БА-20, из них 150 с цилиндрической башней (118 радийных и 32 линейных) и 103 радийных машины с конической башней.
Следует сказать, что в первые годы серийного производства БА-20 (1936-1938-й) имелись большие проблемы с изготовлением для них пулестойких шин типа ГК (губчатая камера). И если для ФАИ выпуск ГК удалось наладить довольно быстро, то с шинами для "эмки" пришлось повозиться. Это было связано прежде всего с тем, что их производство передали на предприятие, до этого не занимавшееся подобными работами. Например, в "Сводной ведомости выполнения плана заказов АБТУ РККА за 1937 год" были такие строки:
"По шинам "ГК". Завод "Красный Треугольник" программу за 9 месяцев выполнил на 101,5% по размерам 32х6,00 и 29х5,50, что составляет 92,5% к годовому плану.
Ярославский резино-асбестовый комбинат план по размеру 7,00х16 (это размер шин "эмки". – Прим. автора) за 9 месяцев выполнил на 50,7%, что составляет 92,5% к годовому плану. Заказ ЯРАК передан с "Красного Треугольника" в 3-м квартале и производством начат впервые. Качество шин "ГК" низкое, особенно по размеру 7,00х16, шины не выдерживают лабораторных испытаний. Пробная партия изготовлена и находится на испытаниях на бронемашинах".
20 ноября 1937 года директор Выксунского завода ДРО Ефимов получил от наркома тяжелого машиностроения письмо следующего содержания: "На основании приказа по НКТМ №31 сс от 15.Х.37 г. и постановления СНК СССР № 94 "О производстве бронеавтомобилей в 1938 году" предлагаю:
Выпускать с 1938 года легкие бронеавтомобили на шасси М-1 с усиленными колесами и передней осью, с конической башней и пулеметом ДТ…"