Просторный корпус, сваренный из плоских броневых листов толщиной 9, 8, 6 и 4 мм, позволил разместить экипаж из пяти человек. Задний пост управления имел сидение водителя, все органы управления движением машины, смотровой люк, фары. На корпусе размещалась вращающаяся цилиндрическая башня от танка Т-26 с 45-мм танковой пушкой образца 1934 года и спаренным с ней пулеметом ДТ. Еще два ДТ размещались в шаровых установках в лобовом листе корпуса и кормовой рубке.
Несмотря на несколько усиленные бронирование и вооружение по сравнению с самыми распространенными средними бронеавтомобилями БА 3/6, выигрыш в боевых свойствах был невелик. Компоновочная схема шасси определила достаточно большие габариты броневика. Кроме того, мощность двигателя 73 л. с. была явно недостаточной для машины боевой массой около 8 т. БА 5 в серию не пошел.
В 1936-1937 гг. на Московском автозаводе разрабатывалось специальное укороченное шасси ЗИС-6К с двигателем увеличенной мощности, опущенном на рамс вниз. Положительные результаты проведенных испытаний макетного образца позволили зимой 1938 года приступить к созданию тяжелого бронеавтомобиля БА II на модифицированном шасси ЗИС-34. Компоновки машины и шасси разрабатывались на ЗИСе инженерами А.С.Айзенбергом, Д.В.Соломатиным, Б.Н.Фиперманом, В.Н.Смолиным и другими. Одновременно на Ижорском заводе под руководством А.Н.Баранова проектировался бронекорпус.
За счет увеличения степени сжатия и частоты вращения, улучшения наполнения цилиндров двигатель ЗИС 16 был форсирован до 93 л. с. (с алюминиевой головкой до 99 л. е.). Надежность его работы повышало дублированное зажигание от магнето и от батареи. Свечи – экранированы, что бы не создавать помех радиоприему. Был оборудован полноценный задний ноет управления. Демультипликатор с реверсом давал девять передач вперед и шесть назад, причем впервые на бронеавтомобилях со вторым постом управления скорость заднего хода дос тигала 90% от переднего. Имелся механизм ручного запуска двигателя изнутри машины. Рама была укорочена на 400 мм при сокращении базы на 350 мм. Пулестойкие шины имели развитые фунтозацеиы. В комплектацию машины входили цепи «оверолл», надеваемые на задние колеса. Машина с боевой массой 8,13 т обладала достаточно высокой проходимостью и хорошей динамикой. Она развивала скорость по шоссе до 64 км/ч, преодолевала подъем 22, наклон 14°, брод 0,65 м.
Бронелисты приземистого корпуса толщиной до 13 мм имели рациональные углы наклона и защищали экипаж от бронебойных и крупнокалиберных пуль, мелких осколков. В низкой конической башне устанавливалась 45- мм пушка с боезапасом 114 снарядов, спаренная с пулеметом ДТ, второй пулемет – в шаровой установке лобового листа корпуса. Огонь из него вел командир, он же работал на дуплексной танковой радиостанции 71-ТК 1 Экипаж состоял из четырех человек. Наблюдение за полем боя велось через пулестойкие приборы ИТ К. По бронезащите и огневой мощи БА 11 несколько превосходил современный ему пехотный танк Т 26, а по скорости хода на шоссе – почти в два раза. Основное боевое назначение машины маневренная поддержка наступающей пехоты и кавалерии, качественное усиление автобронесоединений со средними машинами, борьба с бронетанковой техникой и огневыми точками врага.
К концу 1938 года на ЗИСе собрали экспериментальные шасси с макетными бронекорпусами, а через год на Ижорском заводе построили первые два бронеавтомобиля БА-11. После проведения испытаний Московский автозавод начал осваивать конвейерную сборку шасси ЗИС-34, и в течение 1940-1941 гг. было собрано еще 16 бронемашин. К сожалению, освоение машины затягивалось, а с началом блокады Ленинграда прекратилось совсем, так как Ижорский завод оказался отрезанным от поставщиков основных узлов и комплектующих изделий. В начале войны делалась попытка выпуска БА-11 на Подольском заводе имени Баранова, но она не увенчалась успехом Построенные машины в начальный период войны применялись на Ленинградском фронте. По вооружению и бронезащите БА-11 превосходил зарубежные образцы тяжелых бронеавтомобилей. Однако неполноприводные шасси, даже такие относительно мощные и надежные, уже не могли обеспечить нужной подвижности по бездорожью.
В 1940 году на шасси ЗИС-34, получившее обозначение ЗИС-34Д, был установлен опытный 6 цилиндровый дизель ЗИС-Д-7 мощностью 96-98 л. с. при 2200 об/мин. В 1941 году созданный на базе этого шасси первый советский дизельный бронеавтомобиль проходил испытания. Из за более тяжелого двигателя боевая масса увеличилась до 8,65 т, но за счет большей экономичности дизельного двигателя запас хода возрос на 33%. Из-за неудачного передаточного числа в главной передаче базового шасси, максимальная скорость по шоссс упала до 48 км/ч, при серийном производстве этот недостаток мог быть устранен. Зато лучшие тяговые характеристики дизеля позволили поднять среднюю скорость на шоссе до 39,8 км/ч, что было очень неплохо для машины такого класса. Увеличилась и пожарная безопасность бронеавтомобиля. Бронекорпус и вооружение полностью заимствовали от БА 11.