Автомобиль служил для буксировки особых крупногабаритных полуприцепных транспортных средств, весивших не более 40 т, и работал в составе автопоездов полной массой 62 т. Его собственная масса с полной нагрузкой также сократилась на 7 т, а единственной конструктивной особенностью являлось седельное устройство, передвинутое назад на 345 мм, что объяснялось в основном специфической конфигурацией корпусов буксируемых систем.
Тягач выпускался ограниченными партиями по заказам Минобороны и применялся для буксировки специальных двухосных восьмиколесных транспортных полуприцепов с контейнерами для стратегических ракет УР-100 и комплекса А-35 противоракетной обороны (ПРО), а также двухосного полуприцепа-топливозаправщика ТЗ-30 (АТЗ-30) вместимостью 30 тыс. л.
МАЗ-537В со сдвинутым назад сцепным устройством и контейнером с ракетой комплекса А-35.1975 год
МАЗ-537Г (1964 - 1989 гг.) - многоцелевой вариант седельного тягача МАЗ-537 с увеличенной до 27 т нагрузкой на опорно-сцепное устройство и новой 15-тонной лебедкой. Предназначался для буксировки транспортных средств массой до 68 т с полной массой автопоездов до 90,7 т, обеспечивая дополнительную возможность подтягивания поврежденной техники и несамоходных грузов на платформу низкорамных полуприцепов. Переданный на КЗКТ минский прототип 537Г с лебедкой собственной конструкции оказался слишком сырым, и потому первоначально работа над "столь сложной" машиной в Кургане продвигалась с большими трудностями. Камнем преткновения являлась механическая лебедка, заимствованная у гусеничного артиллерийского тягача АТС-59, выпускавшегося на соседнем КМЗ. Она имела привод от специальной шестеренчатой коробки отбора мощности автомобиля, сблокированной с раздаточной коробкой, и устанавливалась в защитном кожухе на особом подрамнике за моторным отсеком и топливными баками. В лебедочный комплект входили редукторы, тормоза и предохранительные муфты, два тяговых ролика, два разгруженных укладочных барабана и трос длиной 100 м. С ее установкой снаряженная масса тягача возросла до 22,3 т, полная составила 49,7 т.
Первые контрольные испытания в 21 НИИИ, проведенные в 1966 - 1967 годах в сцепе с полуприцепами МАЗ-5247Г, новые тягачи просто не выдержали. После устранения дефектов и проведения 118 доработок вторичные испытания 1968 - 1969 годов выявили еще 84 неисправности. Испытания были вновь провалены, но, учитывая острую потребность Советской Армии в такой технике, в конце 1960-х годов в Кургане приступили к мелкосерийной сборке машин 537Г. В результате после очередных доработок МАЗ-537Г стал самым востребованным буксировщиком тяжелых полуприцепных систем и со временем превратился в наиболее распространенный советский тяжелый полноприводный тягач-танковоз для доставки по шоссе и на местности различной гусеничной техники. Благодаря ему в Советской Армии впервые удалось быстро перебрасывать по дорогам общего пользования и оперативно развертывать крупные бронетанковые формирования, не прибегая к услугам медлительной и уязвимой железнодорожной сети.
Серийный тягач МАЗ-537Г с лебедкой и упрощенной внешностью из серии конца 1980-х годов
Автомобиль МАЗ-537Г использовался со всеми типами тяжелых войсковых полуприцепов, буксировал мощные ракетные комплексы и установочные агрегаты, послужил базой эвакуационного тягача КЭТ-Т, машины техпомощи МТП-А4 и основой новых поколений седельных тягачей. В 1975 году в 21 НИИИ на шасси 537Г был создан макетный образец машины высокой проходимости с двумя параллельно работавшими силовыми системами. Дополнительно к штатным агрегатам вместо лебедки на ней смонтировали второй газотурбинный двигатель ТВ2-117 мощностью 1000 л. с. от вертолета Ми-8, который посредством понижающего редуктора подключался к основной трансмиссии при переходе автомобиля в тяжелые дорожные условия. Управление обеими системами осуществлялось раздельно. Полная масса такого автомобиля с полуприцепом достигала 90 т.