В связи с тем, что модернизированные машины качественно отличались от серийных БТР-80 и БТР-80А было принято решение о присвоении им новых индексов — БТР-82 и БТР-82А.
Оба варианта идентичны по своей конструкции, за исключением вооружения. При этом корпус машины заимствован у БТР-80 без каких-либо существенных изменений.
Разработчикам удалось повысить уровень защищенности машины за счет размещения на внутренних поверхностях корпуса, в том числе — на полу, противоосколочной защиты из современных арамидных материалов. Помимо улучшения защитных свойств, установка противоосколочной защиты повышает уровень теплоизоляции и снижает шум внутри машины.
Противоминная защита несколько повышена за счет разнесенной конструкции днища и использования внутри корпуса специальных энергопоглощающих ковриков в местах размещения экипажа и десанта, задача которых взять на себя часть энергии взрыва. Установлены новые сиденья специальной конструкции, смонтирована усовершенствованная система пожаротушения. В целом же комплекс мероприятий по повышению защищенности позволил увеличить живучесть машины на 20 %, обеспечить защиту экипажа и агрегатов от поражения бронебойными пулями с дистанции 100 м и от вторичного поражения осколками в случае пробития основной брони.
В качестве недостатка БТР-82 порой отмечается несоответствие его противоминной защиты требованиям программы MRAP (Mine Resistant Ambush Protected). Да, действительно, днище машины осталось плоским, но корпус БТРа переделке и не подвергался, поскольку в этом случае стоимость модернизации возросла бы в разы. Кроме того, применять требования программы MRAP к стандартной армейской технике некорректно. Бронемашины, созданные в рамках этой программы (как за рубежом, так и в России) предназначены для патрульной службы, сопровождения транспортных колонн и т. д. Причем в районах, где ведутся полицейские или противопартизанские (контртеррористические) операции. Такие машины понадобились американцам и их союзникам после вторжения в Ирак в 2003 году, когда выяснилось, что армейская техника для этой цели малопригодна. С аналогичными проблемами мы сталкивались в Афганистане и на Северном Кавказе. Тот факт, что и там, и там для патрулирования и сопровождения колонн сплошь и рядом использовались армейские бронетранспортеры, говорит не столько о том, что это правильно, сколько об отсутствии специализированных машин.
БТР-82 разрабатывался с двумя вариантами вооружения — 14,5-мм пулеметом или 30-мм пушкой, установленными в унифицированном боевом модуле с электроприводами и цифровым двухплоскостным стабилизатором.
Вариант, получивший обозначение БТР-82, был вооружен 14,5-мм пулеметом КПВТ и спаренным с ним 7,62-мм пулеметом ПКТМ. Для пулемета КПВТ была применена система питания с единой лентой на 500 патронов. Таким образом, при том же боекомплекте, что и на БТР-80 (10 коробок по 50 патронов), отпала необходимость многократной перезарядки пулемета.
В ходе государственных испытаний военные отказались от варианта с пулеметным вооружением, в связи с чем дальнейшие работы по БТР-82 были прекращены.