В июле 1937 года на броневой ремонтной базе № 2 бронекорпус БА-27 установили на трехосное шасси ГАЗ-ААА. Переделки при этом оказались самыми минимальными — демонтировали задний пост управления, а в корме разместили дополнительный бензобак. Новая машина, получившая обозначение БА-27М, успешно прошла испытания. Благодаря использованию нового шасси повышенной грузоподъемности, на бронеавтомобиле БА-27М была увеличена толщина основных броневых листов до 8 мм.

За счет уменьшения удельного давления на грунт существенно повысилась проходимость автомобиля на грунтах со слабой несущей способностью, возросла скорость и маневренность. Запасные колеса машины устанавливались вдоль бортов корпуса и вращались на специальных втулках.

Увеличение емкости топливных баков позволило повысить запас хода бронеавтомобиля. Таким образом неисправные устаревшие бронеавтомобили удалось превратить в боевые машины, вполне пригодные для эксплуатации в армии. Осенью 1939 года три БА-27М в составе 177-го отдельного разведывательного батальона 122-й стрелковой дивизии 9-й армии участвовали в советско-финской войне. Они использовались для разведки, боевого охранения и связи.