Эти комплектующие были получены с танкового производства. Ведущие 15-зубовые звездочки устанавливались непосредственно на ступицы колес заднего моста ЗИС-5В, жестко закрепленного на раме в передней части движителя и приводимого от коробки передач коротким карданным валом. В таком гусеничном движителе и в его приводе отсутствовали откровенно слабые места, свойственные ЗИС-42. Поэтому военные отнеслись к АТ-3 с большим интересом в надежде наконец-то получить надежный и быстроходный полугусеничный тягач. Тем более, что создатели АТ-3 учли требования артиллеристов и снабдили новую машину мощным передним бампером, надежным и удобным задним буксирным усройством, ящиками для боекомплекта в кузове, светомаскировочными фарами. Была заметно снижена погрузочная высота кузова (1204 мм против 1469 мм у ЗИС-42М).
Для улучшения маневренности ввели долгожданное торможение бортов при поворотах управляемых колес на угол свыше 6°, что уменьшило радиус поворота до 8,48 м (без подтормаживания бортов — 9,07 м). На траки каждой гусеницы могло надеваться до шести противобуксовочных шпор. Грузоподъемность машины возросла до 3000 кг (плюс два человека в кабине). Правда, и собственная масса ее увеличилась до 5508 кг — в основном за счет введения металлического гусеничного движителя. Тягач АТ-3 мог буксировать артсистему массой до 2750 кг (122-мм гаубица М-30 с передком) и развивать на шоссе скорость до 37 км/ч, имея в ряде случаев меньшие, по сравнению с ЗИС-42, потери на самопередвижение (в основном за счет катков большего диаметра), несмотря на наличие в траках шарниров с сухим трением. Для этого же заметно (на 389 мм) расширили колею передних колес и максимально сблизили ее с колеей заднего гусеничного движителя (1843 мм), что также сокращало потери при движении по сильно деформированным грунтам (болото, густая грязь, плотный снег). К сожалению, двигатель оставался практически тем же — ЗИС-5М, доведенным индивидуальной регулировкой до 80 л.с. По-прежнему был мал и силовой диапазон в трансмиссии — те же 6,59. Крайне низкая удельная мощность (даже по сравнению с ЗИС-42М она упала на 7,7%) не могла не сказываться отрицательно на динамических показателях и приемистости АТ-3 — они были недопустимо низкими. Например, средняя скорость по шоссе с артсистемой М-30 составляла всего 26,9 км/ч (у ЗИС-42М — 26 км/ч), по грунту — 9,1 м/ч (у ЗИС-42М — 8,43 км/ч), а по бездорожью, при частых пробуксовываниях гусениц — всего 3,64 км/ч (у ЗИС-42М —10,1 км/ч).
