В марте 1963 года Минский автозавод приступил к пробной сборке новой модели МАЗ-500. По сравнению с МАЗ-200, новый грузовик в техническом отношении стал огромным шагом вперед. Прогрессивная компоновка с кабиной над двигателем, мощный четырехтактный дизельный двигатель и высокая грузоподъемность — открывали перед автотранспортными предприятиями большие возможности. Однако довольно быстро выяснилось, что дорожная сеть СССР, в большинстве своем, к таким машинам не готова. Возросшая грузоподъемность и большие осевые нагрузки негативно сказывались на состоянии дорог. Для изучения этой проблемы в 1964 году в Минске построили экспериментальный трехосный грузовик — МАЗ-520.
МАЗ-520В представлял собой довольно нетипичный для советской конструкторской школы грузовик. Седельный тягач получил три оси — две управляемые спереди и одну ведущую сзади. Установка дополнительного переднего моста позволила перераспределить нагрузки между осями, а также снизить нагрузку на передок автомобиля. Кроме того это был простой и довольно дешевый способ увеличить грузоподъемность машины. По агрегатной базе МАЗ-520 полностью соответствовал МАЗ-500. Грузовик оснащался V-образным 6-цилиндровым двигателем ЯМЗ-236 рабочим объемом 11,15 л и мощностью 180 л.с. Коробка передач механическая пятиступенчатая. Для установки дополнительной оси, минчане удлинили раму. Длина машины составила 6140 мм, колесная база 1470 мм (расстояние между осями передний управляемых колес) + 2390 мм (расстояние между второй осью и задним мостом). Подвески всех колес зависимые — рессорные. Снаряженная масса МАЗ-520 равнялась 6790 кг, на передние оси приходился вес в 4625 кг, на задний мост — 2165 кг.
Полная масса автопоезда в составе МАЗ-520В и полуприцепа МАЗ-5205 составила 34150 кг. При этом на передние оси тягача приходилось 7810 кг, а на задний мост 10900 кг. По сравнению с МАЗ-504, допустимую нагрузку на седло удалось увеличить более чем на 40%, с 7700 кг до 10900 кг.
В 1964-1965 годах МАЗ-520 с полуприцепом проходил всесторонние испытания. Опытный образец наглядно продемонстрировал более низкие осевые нагрузки. В целом концепцию грузовика посчитали жизнеспособной, но имелись и существенные недостатки. Две управляемые оси накладывали определенные сложности в управлении автомобилем, особенно на высокой скорости. Кроме того МАЗ-520 значительно уступал в проходимости стандартному МАЗ-500. На скользких подъемах пустой грузовик с единственной ведущей осью оставался практически беспомощным. Пасовал он и на легком бездорожье, что, впрочем, не удивительно учитывая компоновку ходовой части. Не все было гладко и с экономической эффективностью. МАЗ-520 был значительно дороже в производстве и обслуживании. При этом ввиду низкой проходимости грузовик был малопригоден для сельского хозяйства. В общем, минусы явно превалировали над плюсами, и проект дальнейшего продолжения не получил. Как бы то ни было нетрадиционную трехосную компоновку на заводе не оставили. В 1968 году минчане освоили серийное производство МАЗ-516 — бортового грузовика с подъемной задней осью. Но это уже совсем другая история.
