Работы по усовершенствованию конструкции ПАЗ-651, поиск новых решений начались практически сразу же с запуском автобуса в производство. Поскольку одновременно велась разработка новой машины ПАЗ-652, вполне естественно, что решения по отдельным элементам кузова повторялись и в опытных образцах на базе 651-го. Люк лобовой вентиляции, иллюминаторные цветные стекла, широкие молдинги с резиновыми кантами, форточки на окнах салона – эти внешние отличия на опытных образцах обеих моделей похожи. Главные решения на опытных машинах касались, конечно же, не заметных глазу разработок несущих элементов кузова, повышения мощности двигателя, усиления ходовой части, применения новых, более современных комплектующих.
    Известны, по меньшей мере, два опытных образца, индекс которых на сегодняшний день точно не установлен. Один из опытных автобусов был создан на шасси ГАЗ-52. Есть сведения о создании в конце 50-х годов ХХ века подобного же образца на шасси ГАЗ-53, получившего индекс ПАЗ-671. Документация по нему позднее была передана на КАвЗ.
    Кроме них, на ПАЗе была разработана модель армейского санитарного автобуса ПАЗ-651В, но достоверных сведений о ее выпуске пока не обнаружено.

    Модель.