Следующий этап модернизации пневмоколесного экскаватора-планировщика пришелся на середину 80-х годов. Модель ЭО-3333 разработало НПО «ВНИИСтройдормаш» при участии Кентауского экскаваторного завода им.50-летия СССР, где был развернут серийный выпуск этой машины, Калининского экскаваторного завода и ВПО «Союзэкскаватор». Его разработчики были награждены дипломами и медалями ВДНХ СССР: ВНИИСтройдормаш - дипломом I степени, золотой и двумя бронзовыми медалями; Кентауский экскаваторный завод - дипломом II степени, серебряной и бронзовой медалями; Калининский экскаваторный завод и ВПО «Союзэкскаватор» - двумя бронзовыми медалями. Экскаватор был создан на базе гидравлического экскаватора 3-й размерной группы второго поколения ЭО-3323 и полностью с ним унифицирован. ЭО-3333 отличался от предыдущей модели ЭО-3332А большей производительностью за счет увеличения емкости ковшей и повышения усилий на кромке ковшей, меньшей металлоемкостью, большим ресурсом и улучшенными условиями работы машиниста, а также увеличенным с 17,5 до 28 МПа давлением в гидросистеме. Повышение давления в гидросистеме и усовершенствование конструкции агрегатов базового экскаватора ЭО-3323 обеспечили уменьшение рабочей массы экскаватора ЭО-3333 по сравнению с экскаватором ЭО-3332А на 400 кг. Ходовая часть экскаватора-планировщика, полностью унифицированная с ходовой частью экскаватора ЭО-3323, была оснащена двумя откидными опорами сзади и опорой-отвалом спереди, управляемыми гидроцилиндрами. Компоновка базового экскаватора ЭО-3323 изначально была выполнена с учетом специфики конструкции телескопического рабочего оборудования, для размещения которого на платформе необходима свободная центральная часть. Для этого двигатель, механизмы и гидрооборудование были размещены на боковых пристроях поворотной платформы. Такое расположение агрегатов на поворотной платформе обеспечило более рациональную компоновку телескопического рабочего оборудования экскаватора ЭО-3333 по сравнению с экскаватором ЭО-3332А.*