Podwozie ZiS-34 było zmodyfikowanym podwoziem samochodu ZiS-6. Było to podwozie trójosiowe. W jego przedniej części zamocowany był silnik ZiS-16. Był to 6-cylindrowy silnik gaźnikowy o mocy 93 KM (wersja z aluminiową głowica miała moc 96 KM). Napęd z silnika był przenoszony na koła przy pomocy mechanicznej skrzyni biegów demultiplikatorem pozwalającej uzyskać 9 biegów do przodu i 3 do tyły. Koła z oponami 34.00-7.00, na przedniej osi pojedyncze, na tylnych podwójne. Na koła tylnych mostów można było założyć gąsienice Overoll. Baza podwozia 3,55 m. Dwa koła zapasowe były zamocowane do boków kadłuba, za przednią osią i podobnie jak w innych sowieckich samochodach pancernych dzięki zamocowaniu na obrotowych osiach ułatwiały pokonywanie przeszkód terenowych. Na podwoziu osadzony był kadłub z płyt pancernych. Grubość pancerza przedniego była równa 13 mm, bocznego 10–13 mm, stropu 8 mm, podłogi 4 mm. Kadłub był ukształtowany podobnie jak w samochodach pancernych BA-10, ale jego płyty były mocno pochylone co zwiększało szanse na rykoszetowanie pocisków. Przednia część kadłuba pełniła funkcję pancernej osłony silnika. Dalej znajdowały się stanowiska kierowcy i strzelca-radiotelegrafisty obsługującego czkm DT i radiostację 71-TK-1.