Ещё до того, как Нива стала серийным автомобилем, конструкторы завода разработали несколько вариантов этого автомобиля. Были созданы макеты, но на конвейер авто так и не попало.
В 1971 году был разработан ВАЗ-Э2121 — лёгкий внедорожник типа универсал с цельнометаллическим кузовом и съёмным мягким верхом.
Во время расчётов стало понятно, что модель должна стать полноприводной с более мощным силовым агрегатом. Поэтому под капотом расположили мотор объёмом 1,6 л и мощностью 60 л. с. Он работал в паре с 4-ступенчатой механической коробкой передач.
Этот прототип с упрощённым кузовом позволил ускорить разработку машины и провести первые испытания подобной конструкции.
Однако из-за сжатых сроков пришлось сделать упрощённый дизайн и использовать детали и узлов от уже существующей серийной продукции завода.
Были и другие особенности, которые не позволяли сказать о каком-либо комфорте. В салоне отсутствовал отопитель, сиденья были жёсткими, причём регулировать их можно было только в горизонтальном направлении.
Шины для советского джипа были позаимствованы от Москвича-410, но ненадолго, поскольку чуть позже для Нивы были выпущены шины, способные удержать машину на бездорожье.
Проведённые испытания доказали успешность конструкции, поскольку были получены хорошие результаты проходимости и эксплуатации. Именно поэтому в дальнейшей разработке модели сомнений не было.
Так, в 1973 году появился опытный образец ВАЗ-2Э2121, над внешним обликом которого работал Валерий Сёмушкин. Он сделал длину внедорожника всего 3,5 м, а запаску поместил под капот.
Изменения коснулись и технической части, например, постоянный полный привод имел межосевой дифференциал, а крутящий момент распределялся на оба моста равномерно. Эти решения позволили повысить надёжность функционирования мостов. Однако при этом увеличился расход топлива.
Некоторые детали и узлы были позаимствованы из других моделей ВАЗ, например, задние тормоза взяли у «копейки», а главный тормозной цилиндр с Жигулей 03.
Всего было создано 4 прототипных образца, один из которых поступил на службу в Гараж Особого Назначения.
Чуть позже было создано ещё 3 версии этой машины. ВАЗ-3Э2121 сразу после создания отправился на государственные испытания.
Примечательно, что только на этом прототипе впервые появилась эмблема Нивы, на более ранних версиях её не было. После этого название было запатентовано.
Третья серия машин имела привычный для Нивы внешний вид, хотя от серийных автомобилей она отличалась задними фарами, которые были взяты от ВАЗ-2103, круглыми надфарниками на капоте и отсутствием боковых повторителей поворотников. Расход топлива удалось снизить благодаря модификации кузова, что снизило аэродинамическое сопротивление.
Для автомобиля этой модели были разработаны шины ВлИ-3. Однако их маленький диаметр привёл к тому, что боковина повреждалась на поворотах. Поэтому позже на прототипы устанавливали шины ВлИ-5 диаметром 16 дюймов.
Всего было выпущено 50 таких машин, которые разъехались по всей стране для подконтрольной эксплуатации.
После этого началось серийное производство автомобиля «Нива». Модель за свою историю пережила такое количество мелких и больших доработок, что считается наиболее «живучей».