По решению Центрального Комитета КПСС и Совет Министров СССР в 1958 году на Уральском автомобильном заводе в г. Миасс Челябинской области началась масштабная реконструкция.

Целью реконструкции было освоение производства новых 5-тонных грузовиков повышенной проходимости для нужд Вооруженных сил и народного хозяйства страны. Согласно планам, первая партия новых автомобилей должна была сойти с конвейера автозавода в 1960 году, а с 1961 года на заводе должно было начаться серийное производство. Заводчане оперативно стали претворять в жизнь намеченные планы. Уже на первомайской демонстрации 1958 года горожане могли увидеть проезжающие по главному проспекту города два опытных образца, получившие индекс Урал ЗИС НАМИ-375.

На одном из опытных образцов была установлена кабина нового грузовика ЗИЛ-130 с панорамным лобовым стеклом, второй грузовик был укомплектован новой цельнометаллической кабиной, разработанной в заводском КБ УралАЗа. Проведенные заводские испытания показали целый ряд конструктивных недоработок. Серьезные недостатки проявились в виде ускоренного износа и поломок деталей двигателя, системы сцепления, других агрегатов. Также выявилась недостаточная жесткость переднего и заднего мостов, автоколебания колесных пар, периодические отказы тормозной системы, недостатки конструкции подвески, поломки листов рессор, повышенный износ шин, недостаточная устойчивость кабины к вибрационным напряжениям, ненадежная работа лебедки. Меньше нареканий вызвала работа коробки передач, раздатки и системы централизованной накачки шин.

После проведенных работ по улучшению конструкции, в 1959 году начались испытания второй опытной партии грузовиков. Эти модели уже были укомплектованы кабинами собственной разработки. При их проектировании также были учтены требования военных заказчиков — над платформой был установлен убирающийся брезентовый тент на дугах, водительская кабина также была оборудована съемным брезентовым верхом и плоским ветровым стеклом, складывающимся до уровня капота. Подобные требования военные обосновывали необходимостью маскировки и защиты от ОМП. После успешного окончания заводской испытательной программы, начались государственные испытания автомобилей.

В соответствии с приказом от 20 июля 1959 года, начались работы по подготовке к серийному выпуску грузовиков. Из-за загруженности основных производственных площадок завода под сборку автомобиля УралЗис-355М, было принято решение об развертывании сборки новых грузовиков на опытных мощностях автозавода. Несмотря на все трудности, как и было намечено, 7 ноября 1960 года, в очередную годовщину Октябрьской революции, праздничную колонну автомобилестроителей на демонстрации трудящихся возглавил первый серийный грузовик Урал-375.

В первые годы производства автомобили, в основном, поставлялись для Вооруженных сил страны. Подавляющее большинство грузовиков выпускалось в армейском варианте, с трехместной кабиной с брезентовым верхом, цельнометаллической сварной платформой, укомплектованной дугами и брезентовым тентом. Вдоль бортов платформы устанавливались откидные сидения для перевозки личного состава.

Для привода периферийных агрегатов и устройств автомобиль укомплектовывался коробкой отбора мощности и дополнительной коробкой отбора мощности от первичного вала раздатки. Определенное число грузовиков снабжалось барабанной лебедкой для самовытаскивания, длина троса лебедки составляла 65 метров, а ее тягловое усилие составляло 7 т. Соответствие означенным техническим параметрам и характеристикам автомобиля было подтверждено в ходе проведенных в 1961-1963 годах в НАМИ сравнительных испытаний.

По результатам испытаний также были выработаны рекомендации по дальнейшей модернизации автомобиля. Так, было принято решение отказаться от муфты, отключающей передний мост, а лебедка была перенесена на заднюю часть рамы. Наконец – то машина обрела изначально сконструированную цельнометаллическую кабину и четырехсекционное лобовое стекло. Также в кабине устанавливалась более эффективная отопительная система.

С 1964 года завод приступил к выпуску модернизированной модели, получившей индекс Урал-375Д. По своим техническим характеристикам и, по показателям высокой проходимости, модификация Урал-375Д стала лучшей в классе автомобилей повышенной проходимости того времени. Достигнутые этим грузовиком успехи были отмечены присвоением в 1972 году высшей категории качества, а в следующем,1973 году, Урал -375Д был удостоен государственного Знака качества, что являлось по тем временам признанием высшего технического совершенства изделия.

Урал-375Д был одним из немногих советских грузовиков того времени, который поставлялся на экспорт. Впервые на экспорт грузовики Урал 375-й модели были поставлены в середине 60-х годов в Монгольскую народную республику, вскоре после этого две экспортные партии были поставлены в ГДР. За долгие годы выпуска на шасси Урал-375Д было построено большое число различных специальных автомобилей, которые поставлялись в вооруженные силы СССР и стран –участников организации Варшавского договора.

Урал использовался и в качестве шасси для установки боевой техники. В частности, на шасси этих автомобилей устанавливались реактивные системы залпового огня «Град» и «Ураган». Со временем, Урал-375 стал приобретать и «гражданские специальности». Модификации этого вездехода стали незаменимыми помощниками для геологов, сейсмологов, нефтянников и газовиков.

Не прекращалась в годы выпуска и работа по усовершенствованию машины. Среди важных доработок машины - создание отводной магистрали для системы охлаждения двигателя, которая могла работать и обеспечивать циркуляцию воды в случае повреждения и отключения радиатора. Другим нововведением оказалась полнопоточная центрифуга – масляный фильтр.

Тем не менее, в целом очень удачный автомобиль долгое время не мог избавиться от одного серьезного недостатка. Грузовик оснащался весьма «прожорливым» карбюраторным двигателем, расход топлива на Урал-375 достигал 70 литров бензина на 100 км. пути. Это создавало существенные трудности для эксплуатации автомобиля, особенно в отдаленных регионах страны. Автомобиль даже получил прозвище «обжора».

Проблема была решена в 1977 году, после вступления в строй Камского объединения по выпуску большегрузных автомобилей. Уральские грузовики стали оснащаться дизельными силовыми агрегатами КАМАЗ-740 мощностью в 210 лошадей. Выпуск новой серии грузовиков, получивших индекс Урал-4320, с дизельным двигателем постепенно наращивался, и к 1992 году автомобили с бензиновым двигателем были окончательно сняты с производства. Эпоха сверхпроходимого, легендарного грузовика завершилась.