Постановлением Совета Министров СССР от 25 декабря 1964 года и приказом министра обороны СССР от 1 февраля 1965 года транспортер-тягач МТ-ЛБ был принят на вооружение Советской Армии.
Формально серийное производство МТ-ЛБ на ХТЗ началось в 1966 году, но первая промышленная партия новых тягачей покинула цеха только в 1967-м. Тем не менее, к следующему году серийное производство было уже полностью налажено.