В 1936 году был разработан также железнодорожный вариант бронеавтомобиля БА-20ЖД, у которого помимо обычных колес имелись также и замещающие их в случае необходимости стальные диски с ребордами, которые способны были без проблем катиться по рельсам. Смена колес на бронеавтомобиле выполнялась силами экипажа за 30 минут, при этом снятые шины закреплялись по бортам корпуса. Скорость БА-20 по железной дороге составляла до 80 км/ч, а запас хода равнялся 430-540 км. Масса данной модификации бронеавтомобиля достигла 2,78 тонн. Данные машины чаще всего входили в состав бронепоездов или использовались в качестве легких разведывательных бронедрезин.