Toyota construyó el V6 de 3,4 litros con un bloque de hierro fundido y cabeza de aluminio, utilizando un sistema de válvulas de levas dobles y un orden de encendido secuencial 1-2-3-4-5-6. El motor tenía una relación de compresión de 9,6:1 y se utilizó en Land Cruiser, Tacoma, HiLux, 4 corredorTacoma, Tundra, T-100 y Granvia durante sus 9 años de producción.
Se basó en el 3VZ-FE V6 de 3,0 litros y compartía el mismo bloque, aunque el diámetro del cilindro se incrementó de 87,4 mm a 93,5 mm. El árbol de levas y los colectores de admisión y escape fueron rediseñados para producir más torque en el rango de revoluciones más bajo, lo que hace que el motor sea mejor para trepar rocas y serpentear por senderos boscosos.
Los sistemas de encendido e inyección de combustible también se actualizaron, y el V6 de 3,4 litros obtuvo un enfriador de aceite y un ventilador del radiador más potente para ayudar a prevenir el sobrecalentamiento a bajas velocidades y durante otras situaciones en las que el flujo de aire hacia la parte delantera del vehículo podría estar restringido.
A pesar de los problemas ocasionales con fallas en la junta de culata que podrían provocar pérdida de refrigerante y sobrecalentamiento, un motor V6 de 3,4 litros 5VZ-FE debidamente lubricado y mantenido puede durar más de 200.000 millas. Después de 2004, dio paso al 1GR-FE V6 de 4,0 litros.
