АЗЛК Москвич-21416 (1987) – полноприводный прототип 5-дверного хэтчбека семейства 2141, собранный в количестве нескольких штук. Трансмиссия для этого автомобиля была создана в сотрудничестве с британской компанией FFD в конце 80-ых годов прошлого столетия. В серийное производство эта модель не пошла, однако опыт накопленный при её создании был в дальнейшем использован при создании других полноприводных автомобилей завода, к примеру Москвич-2344.
НАМИ-031 (1957) – прототип двухместного микроавтомобиля, оснащенного двухтактным двухцилиндровым мотоциклетным мотором МД-65 объемом 500 куб.см и мощностью 18 л.с. Закрытый стеклопластиковый кузов машины устанавливался на стальную раму, прототип получил торсионную подвеску всех колес и реечное рулевое управление с традиционным рулевым колесом, что было большим шагом вперед по сравнению с мотоколяской С-1Л, выпускавшейся в то время в Серпухове. В серию прототип не пошел, был изготовлен в единственном экземпляре, однако конструкция рулевого управления и подвески в последствии перекочевала на мотоколяску С-ЗА, выпуск которой был налажен годом позже.
ВАЗ-2103 «Универсал» (1976) – опытный вариант автомобиля ВАз-2103 с кузовом универсал, собранный в количестве трех экземпляров по распоряжению технической дирекции завода. Универсал планировалось проверить на соответствие европейским стандартам, чтобы затем организовать производство и экспорт. Впервые «люкс-универсал» предлагался представителями ФИАТ за несколько лет до создания прототипа, однако тогда это предложение поддержано не было, впрочем и позднее наладить производство этой версии «тройки» также не удалось.
УАЗ-451С Опытный (1962) – экспериментальная версия грузовика УАЗ-451, оснащенная гусеничным движителем с резинометаллическими гусеницами сзади и съемными лыжами спереди.
ВАЗ-2102Э (1975) – опытный фургон для перевозки груза и одного пассажира, созданный на базе универсала ВАЗ-2102 и оснащенный электрической силовой установкой. Автомобили были созданы для проведения эксплуатационных испытаний и работали в почтовой службе Тольятти. Позднее эта модель получила собственный индекс ВАЗ-21029
ВАЗ-Э2122 (1976) – первый вариант опытного, плавающего внедорожника, разрабатывавшегося по заказу Министерства Обороны СССР (изначально проект создавался по собственной инициативе завода). Машина была сконструирована с применением узлов и агрегатов гражданского автомобиля ВАЗ-2121 «Нива», который готовился к производству в то же время.
ВАЗ-2108 Тарга (1988) – опытный образец «восьмерки» с кузовом «Тарга», изготовленный в 1988-м году в вазовском Центре стиля. По некоторым данным был собран один автомобиль и один кузов, кузов был уничтожен в 1992-м году, а автомобиль утилизирован несколько лет назад.