Fyrstu BA-64 sem framleiddar voru voru sendar á Don-frontinn árið 1942. Stærri fjöldi var hins vegar fluttur af sovéskum einingum á Voronezh-framliði og Bryansk-framliði frá miðri og síðari hluta 1943. BA-64 tóku einnig þátt í lokastigum Stalingradsbaráttunnar. Í löngum gönguferðum á vegum bjuggu sovéskir mannskapar við þeim venjulegum hjólum til að spara eldsneyti. BA-64B voru notuð í sóknum Sovétríkjanna í Austurríki, Þýskalandi, Ungverjalandi og Rúmeníu, þar sem víðtækar átök voru í seinni Slaginu við Kiev.
og bardagann um Berlín. 81 BA-64B voru einnig gefnar af Sovétríkjunum til Póllands fólks hers og tíu til 1. tékkóslóvakíska herdeildarinnar. Tékkóslóvak BA-64B voru notaðar í Prag-offensifinu árið 1945.