Полный переход ульяновского фургона от УАЗ‑452 к УАЗ‑3741 занял больше десяти лет. Модернизацию начали в 1974 году и вели поэтапно: индекс 3741 присвоили в 1977‑м, а весь запланированный комплекс изменений довели до конца только в 1985 году. Внешне машина при этом отличалась, по сути, лишь светотехникой и наружными зеркалами.
УАЗ‑452 вел родословную от УАЗ‑450 1958 года и выпускался с 1965‑го. Его колесная база составляла 2300 мм, снаряженная масса — 1700 кг, грузоподъемность — 800 кг. Под капотом стоял УМЗ‑451М — вариант мотора ГАЗ‑21 (ЗМЗ‑21) 1956 года: 2,45 л (92×92 мм), степень сжатия 6,7, 72 л. с. при 4000 об/мин. Коробка — четырехступенчатая (4,12/2,64/1,58/1,0) с синхронизаторами на третьей и четвертой ступенях, сцепление — однодисковое с механическим приводом, тормоза — одноконтурные барабанные.
УАЗ‑3741 при той же базе 2300 мм стал тяжелее — 1720 кг — и получил грузоподъемность 1000 кг. Двигатель УМЗ‑4179 сохранил объем 2,45 л (92х92 мм), но степень сжатия выросла до 7,0, а мощность — до 76 л. с. при 4000 об/мин; прибавку дали увеличение степени сжатия и другой карбюратор, заодно доработали системы смазки и охлаждения. Коробка передач стала полностью синхронизированной (3,78/2,6/1,55/1,0), привод сцепления сделали гидравлическим, тормоза — двухконтурными барабанными, позднее добавился вакуумный усилитель.
Часть агрегатов осталась прежней. Лестничная рама конструкции 1965 года, заметно отличавшаяся от рамы первого УАЗ‑450, на УАЗ‑3741 не менялась. Рессорные подвески с телескопическими амортизаторами, как на поздних УАЗ‑452, сохранились и на новой машине. Раздаточная коробка с понижающей передачей 1,94 тоже принципиально не изменилась.
Работа завода шла в условиях, когда не удавалось не только вывести в производство принципиально новую модель, но и модернизацию стоящих на конвейере машин приходилось вести поэтапно и очень медленно. Тем не менее УАЗ‑3741 получился заметно современнее 452‑го.