Первый опытный образец будущего ПАЗ-652 построили в 1955 году.

Автобус понравился руководству отрасли: он отличался современным внешним видом, хорошей для его размеров вместимостью, эффективной системой отопления. Последнее было особенно важно, так как капотные ПАЗ-651 не имели обогрева салона в принципе — только обдув ветрового стекла.

В 1960 году в Павлово начали разработку серьёзно модернизированной версии ПАЗ-652Б, так как опыт реальной эксплуатации новинки показал низкий запас прочности кузова — сваренное из тонкого металла основание покрывалось трещинами и практически не поддавалось ремонту: почти ещё новый автобус приходил в негодность всего за несколько лет.

Для ПАЗ-652Б спроектировали совершенно иную несущую раму, сваренную из швеллерных лонжеронов с поперечинами, что позволило решить проблему прочности. Освоение модернизированной модели состоялось в 1963 году, а до этого времени продолжался выпуск обычного 652.

Всего произвели более 62 000 автобусов этой модели всех модификаций