В 1936 году бронеавтомобиль был модернизирован. Вместо 40-сильного двигателя ГАЗ-АА установлен М-1 мощностью 50 л.с. При сохранении состава вооружения, цилиндрическая клепаная башня заменена на более легкую, но с повышенной пулестойкостью, коническую. Несмотря на увеличение максимальной толщины брони до 10 мм, боевая масса уменьшилась до 4,8 т. Все машины снабжались танковой радиостанцией 71 -ТК-1 со штыревой антенной.
БА-6М выпускались до 1938 года, всего БА-6 и БА-6М было изготовлено 386 единиц. В 1935 году 60 бронемашин БА-6 было продано Турции, около 100 броневиков всех модификаций отправили в Испанию, некоторое количество поставили Монголии, Китаю и Афганистану.
Машины БА-3, БА-6, БА-6М участвовали во всех конфликтах конца тридцатых годов, незначительная часть оставшихся в частях бронемашин этого типа использовалась в боевых действиях в начальный период Великой Отечественной войны вплоть до середины 1942 года.