Dne 13. května 1952 vydal ministr národní obrany a ministr všeobecného strojírenství rozkaz k provedení vojskových zkoušek s prototypem Praga V3S. Zkoušky a jejich vyhodnocení dostala za úkol vládní komise sestávající ze zástupců MNO, MVS a výrobců Tatra Kopřivnice a Auto Praga. Zkoušky na 125 km dlouhém okruhu byly zahájeny dne 21. května, s druhým prototypem předaným o den dříve a vybaveným motorem Tatra T908. Ještě téhož večera se však vůz kvůli zkratu elektroinstalace vznítil a zcela shořel. Zkoušky pokračovaly s prvním prototypem, mj. byla prověřena možnost tažení 105mm a 122mm houfnic a 37mm protiletadlového kanónu. Dne 4. června 1952 armáda převzala 3. prototyp (také s motorem Tatra T908), na kterém se provedly některé úpravy, především doplnění uzávěrek diferenciálu zadních náprav, doplnění navijáku a přemístění palivových nádrží zpod sedadel na rám. Naopak akumulátor se přesunul pod sedadlo řidiče. Oba zbylé prototypy (1. a 3.) následně prošly novým kolem zatěžkávacích zkoušek, kdy se ověřovala i broditelnost a jízda v málo únosném terénu. Část zkoušek podstoupily prototypy spolu se srovnávacími vozy ZiS-151, Studebaker US6 a Tatra 128.
Vůz Praga V3S mezi nimi vynikal vysokou průjezdností, danou velkou světlou výškou a nízkým měrným tlakem, což také ocenila hodnotící zpráva komise. Armádou požadovanou broditelnost 2 m nebylo možné konstrukčně zajistit, požadavek byl koncem 50. let zmírněn na 0,8 m.
Kvůli malému nájezdu nešlo dostatečně zhodnotit životnost konstrukce a jejích celků, proto následovaly doplňkové terénní jízdy 3. prototypu Praga V3S na 10 000 km, konané na přelomu června a července 1952. Poté byl vůz rozebrán a vyhodnoceno opotřebení. Vůz Praga V3S vcelku vyhověl, nedostatečnou životnost vykázal rám, kabina a těsnění ložisek křížových kloubů hnacích hřídelí, dále startér a dynamo. Tyto problémy se měly řešit u dalších prototypů. Vládní komise vydala k vozu kladné stanovisko. Dne 12. července 1952 nařídil ministr všeobecného strojírenství přípravu zahájení sériové výroby. Návrh generálního štábu z 31. prosince 1952 určil vůz Praga V3S jako jediný standardní terénní třítunový nákladní automobil. Valník měl sloužit pro dopravu osob, materiálu a tahání například dělostřeleckého materiálu. Dále mělo vzniknout asi 52 modifikací pro nejrůznější vojenské účely. Rozkazem ministra národní obrany, generála Alexeje Čepičky z 29. března 1953 byl vůz Praga V3S zaveden do výzbroje pod označením Automobil nákladní terénní 3 t (V3S). Povolení sériové výroby dostalo MVS dne 2. dubna 1953.
Během roku 1953 vznikly další prototypy vozu Praga V3S, již s novým motorem Tatra 912 a úpravami vyplývajícími z poznatků získaných během zkoušek. Motory se začaly vyrábět v AZKG, jeden byl odzkoušen na brzdě počátkem března 1954. Další zkoušky vozů konané v květnu 1954 odhalily některé problémy vyplývající především z nízké technologické kázně výrobce a subdodavatelů.
Během března až listopadu 1954 podstoupily dva vozy Praga V3S (spolu se 2 vozy Tatra 805) zkoušky v Sovětském svazu. Hodnotící komise ocenila koncepci vozu se vzduchem chlazeným motorem, hnací nápravy s redukcemi v kolech, uzávěrky diferenciálů. Spolehlivost a životnost však považovala za nedostatečnou a doporučila pokračovat v dalším vývoji vozu.
Sériová výroba vozu Praga V3S
Sériová výroba vozu Praga V3S oficiálně začala roku 1953, tento rok však vzniklo pouze 185 vozů. Skutečný rozběh sériové výroby přišel až roku 1954, údaje o počtu vyrobených vozů se však značně rozcházejí. Zařazování vozů k vojenským útvarům, kde je řídili vojáci základní služby, poskytlo možnost ověřit jejich vlastnosti a spolehlivost v reálných provozních podmínkách. Po cvičení ve VVP Hradiště (Doupov) na podzim 1954 byla o vozu Praga V3S sepsána hodnotící zpráva. Vyzdvihla správně nastavené taktickotechnické požadavky pro vývoj, čímž vzniklo vozidlo schopné úspěšně plnit dané úkoly. Mezi jeho nedostatky uváděla poruchy zapříčiněné nekvalitou výroby a (již tehdy) nízký měrný výkon vozu, což se projevovalo především při jízdě s těžším vlekem. V následujících letech prodělávaly vozy Praga V3S další zkoušky a poznatky z nich se promítaly do úprav vyráběných vozů.
Počátkem roku 1956 požadovala vojenská správa pro pokrytí mírového stavu 7876 vozů Praga V3S v provedení valník a dalších 2185 vozů Praga V3S skříňových. Téhož roku probíhaly diskuze o potřebě motorizace armády pro případ válečného stavu, vyplynul z nich požadavek na dalších 28 800 vozů Praga V3S. Z tohoto počtu mělo být 17 300 vozů Praga V3S uloženo v armádních rezervách a zbytek sloužit v civilní sféře jako mobilizační rezerva. Tyto počty se časem dále navyšovaly, např. jako náhrada vyřazovaného typu Tatra 805 a středních obrněných transportérů původem z 2. světové války.
Od počátku 60. let začal přesun výroby vozů Praga V3S do podniku Avia v Letňanech (tehdy n. p. Avia, závod Jiřího Dimitrova, Letňany). Produkce v AZKG skončila v červnu 1964, nadále se zde však vyráběly některé součásti, např. převodovky. Od června 1968 začala montáž podvozků v podniku Opravy zemědělských strojů, n. p. Vinoř. Později zde začali zhotovovat také kabiny a další části. Výroba některých komponentů zůstala v Avii. Produkce ve Vinoři a v Avii skončila teprve roku 1988. Ve Vinoři do té doby vzniklo asi 60 000 vozů Praga V3S.
Další a poslední změna výrobce nastala v 80. letech. Výnos vlády ČSSR č. 228 z roku 1982 nařídil přesun produkce vozů Praga V3S do Bratislavských automobilových závodů, tento záměr však byl realizován pomalu a postupně. Produkce Praga V3S v BAZu se rozbíhala v první polovině 80. let, počínaje kooperací na výrobě komponent. Od roku 1986 zde montovali celé vozy, kompletní výroba začala teprve ve 2. polovině roku 1989. Sériová výroba vozů Praga V3S skončila roku 1990. Třicet sedm let trvající produkce dala vzniknout přibližně 130 000 vozům. Praga V3S je tak nejdéle vyráběným československým nákladním automobilem.
