Больше всего нареканий во время испытаний вызвал двигатель ЗИС-Э129 (автобусная версия «лимузинного» двигателя ЗИС-Э111) – на бензине А-70 он работал с сильной детонацией, которую удавалось устранить лишь при использовании самого высокосортного бензина тех лет, А-74. Но даже тогда двигатель выдавал максимум 153 лошадиные силы вместо заявленных 180. Тем не менее грузовики были рекомендованы к производству. Сначала в качестве места их выпуска рассматривали ЗИЛ, затем… паровозостроительный завод в Улан-Удэ. Но в апреле 1957 года остановились на Уральском автомобильном заводе. Думается, что тут не обошлось без рекомендации Липгарта, который после проведенного в Миассе года считал УралЗИС в той же степени «своим» заводом, что и ГАЗ. Для этого на УралЗИСе создали специальное конструкторское бюро по автомобилям высокой проходимости, которое возглавил главный конструктор С. А. Куров (вскоре его сменил А. И. Титков, который в итоге и стал главным конструктором новой машины). В мае 1957-го в Миасс прибыла делегация из НАМИ, и на протяжении года уральские специалисты вместе с москвичами устраняли выявленные на испытаниях недостатки вездехода и подгоняли его под требования Министерства обороны – в частности, разрабатывали новый рулевой механизм, подвеску, колеса и другие детали. Унификация редукторов мостов привела в итоге к изменению расположения двигателя, а следовательно, к появлению нового оперения и крыльев (их по предложению главного металлурга завода С. И. Бернштейна сделали плоскими, что облегчало водителю техобслуживание двигателя). Кабину при этом получили с НАМИ – это была доработанная кабина с еще не выпускавшегося на тот момент ЗИЛ-130. Этот автомобиль, уже абсолютно непохожий внешне на НАМИ-020/021, получил название УралЗИС-НАМИ-375, но очень быстро такое длинное название сочли неудобным и сократили до «Урал-375».
Правда, стоит заметить, что изначально семейство тяжелых полноприводных машин в НАМИ планировалось куда более масштабным. И для армии, и для народного хозяйства рассчитывали строить также четырехосные грузовики с кабиной над двигателем. Однако судьба опытных НАМИ-058, которые институт испытывал в разных версиях на протяжении десяти лет, в итоге оказалась несчастливой.
17 апреля 1958-го было принято постановление ЦК КПСС и Совета министров СССР о том, что в будущем Уральский автозавод целиком сосредоточится на производстве именно трехосных машин повышенной проходимости, а двухосные грузовики выпускать впредь не будет. Два первых опытных «Урала-375» можно было увидеть на первомайской демонстрации 1958 года в Миассе. Однако масштабные испытания, которым подверглись грузовики, показали, что они страдают многочисленными изъянами: отказывали тормоза, ломались рессоры и мосты, быстро изнашивались шины, а новая версия двигателя ЗИЛ-3Э129 обладала целым «букетом» болезней. По результатам этих испытаний к марту 1959-го были построены две улучшенные версии автомобиля – основная армейская модель 375 и «штатская» 375Т. Их главные отличия заключались в кабинах – на 375Т стояла цельнометаллическая, а на 375 – с брезентовым верхом и откидывающимся ветровым стеклом. Об истории этой кабины Анатолий Иванович Титков вспоминал так: «Тогда боялись атомных взрывов, про которые никто ничего толком не знал. Было неизвестно, как поведет себя техника. Военные решили: в случае возникновения угрозы атомного взрыва машину надо поместить в траншею. А чтобы меньше закапывать, кабина должна быть складывающейся и с брезентовым верхом. Таким образом, высота машины уменьшалась примерно на 800 мм. Следовательно, и траншею предстояло рыть меньшей глубины. А у НАМИ-020 кабина была цельнометаллическая, поэтому пришлось ее делать полностью новой. Правда, после проведения ядерных испытаний военные убедились: главная защита должна быть не от воздействия ударной волны, а от радиации. Поэтому впоследствии военные отказались от складывающегося верха кабины и вернулись к цельнометаллической».
Испытания этих машин, и заводские, и государственные, прошли вполне успешно, и 31 декабря 1960 года первые десять «Уралов-375» сошли с конвейера завода; ровно через месяц развернулся серийный выпуск. Всего в 1961-м должны были собрать три тысячи грузовиков, но выпустили тысячу. Главной считалась именно армейская версия. Но при этом до 1965 года трехосные «Уралы» оставались на УралАЗе второстепенной продукцией по отношению к исключительно удачному двухосному «целинному» грузовику «Урал-355М», инициатором создания и главным автором которого, как мы помним, был Липгарт.
Конструкция 375-го, как и его предшественника НАМИ-020, была, в сущности, «солянкой» из узлов различных советских автозаводов: зиловские двигатель и система подкачки воздуха в шины, мазовские сцепление, коробка передач, подвеска, рулевой механизм. Машины первых лет выпуска отличались низким качеством сборки, из-за чего доставляли работавшим на них водителям массу неприятностей. Особенно часто ломались на «Уралах-375» тормоза.