Ve strakonické zbrojovce byl nositelem úkolu konstruktér ing. František Pudil, který si jako hlavní cíl stanovil zlikvidovat vibrace motoru. Navrhl paralelní dvouválec OHC s pohonem rozvodu ozubeným řemenem a se systémem vyvážení vibrací pomocným protipístem, neseným třetí ojnicí uloženou uprostřed klikového hřídele mezi válci. Vzduchem chlazený motor s elektrickým startérem měl klikový hřídel na kluzných ložiskách s kluzným uložením ojnic, hliníkový blok válců s litinovými vložkami, hlavu válců s jedním vačkovým hřídelem a pro každý válec se dvěma ventily, ovládanými vahadly.
K motoru, pracujícímu s minimálními vibracemi i k podvozku s valivým a širokým uložením zadní kyvné vidlice se váže několik patentových přihlášek. Byl vyroben jeden funkční vzorek motocyklu a dva další motory. Motocykl ČZ 350 OHC byl díky množství aplikovaných pokrokových inovativních řešení jedním z nejperspektivnějších v celé poválečné historii vývoje cestovních motocyklů v Československu a následně i v České republice.