Технічно, машина була вдалим з точки зору умов експлуатації вСРСР компромісом між американською та європейською школамиконструювання легкових автомобілів. Нею сусідили як типові дляамериканських автомобілів рішення, такі як м'яка, орієнтована накомфорт підвіска або просторий шестимісний салон, так ітипово-європейські - кузов, що несе, без повноцінної окремої рами іпорівняно економічний силовий агрегат, рядний чотирициліндровий, звідносно невеликими робочим об'ємом і потужністю .
Більшість технічних рішень видають високий ступінь наступності зпопередніми моделями ГАЗ-а — «Перемогою» та ГАЗ-12 «ЗіМ», завинятком повністю заново розробленого двигуна (про нім див. Нижче)Це відноситься в першу чергу до конструкції несучого кузова, підвісок, трансмісії. — Opel Kapitän, Ford Zephyr) і американськимилегкими класами (марок Ford, Chevrolet, Plymouth, …). Давалисьвзнаки загальне конструктивне посилення, а значить — переутяжлення, силової структури кузова та ходової частини для забезпеченняживучості та довговічності автомобіля в поганих дорожніх умовах, атакож нижча культура масового виробництва в СРСР.
Зокрема, на перших серійних автомобілях «Волга» відзначаласяперевага щодо еталонного зразка близько 200 кг (1450 кг спорядженоїмаси еталона проти в середньому 1610 року у автомобіля-таксі М-21Бз різновагою до 38 кг21). Пізніше ситуація покращилася, алеповністю перевага усунена не була, та й еталонні показникиперевершували аналогічні у іноземних аналогів того ж класу.Взагалі, кузов «Волги» для свого часу мав дуже високу жорсткість —вища, ніж у більшості зарубіжних зразків, що особливо малиполегшену конструкцію та зменшену товщину сталевого листаамериканських, і вища, ніж у попередньої моделі ГАЗ — «Перемоги».Зворотною стороною цього, як уже було показано вище, була завищенамаса автомобіля. Для забезпечення міцності використовувавсявідносно товстий сталевий лист (щодо американських моделей, включаючи ті, що виготовлялися за подібними до них). Технологіям«Опелі», але не більшості європейських того ж класу); елементиверхнього силового поясу кузова — такі, як стійки даху та рамкистекол дверей — були виконані надзвичайно масивними, що навіть дещопозначилося на оглядовості — бічні стекла вийшли трохи менше заплощею в порівнянні з іноземними моделями, а лобове та заднє малиневеликий, для тих років, вигин, що дозволило зробити їх прорізибільш міцними. Використання просторової несучої структури кузовадозволило забезпечити високу торсіонну (крутильну) жорсткість (порівняно з автомобілями з плоскою окремою рамою), а масивніпідрамники на краю дали необхідну жорсткість на вигин, сукупністьцих рішень забезпечила досить високу живучість і довговічністькузова на поганих дорогах. Істотний внесок у міцність кузовавносила і «купольна», зводоподібна з подвійною кривизною, формаповерхонь даху та багатьох інших кузовних панелей, досягнуташироким застосуванням штампування з витяжкою. Волги» буврозроблений (конструктор - Гаррі Вольдемарович Еварт) абсолютноновий двигун, верхньоклапанний, з напівсферичними камерамизгоряння, розташованими не в ряд, а під кутом клапанами, впускнимколектором на лівій і випускним на правій стороні головкициліндрів, ланцюговим (а не шестерним) приводом високорозташованого розподільного валу. Такі двигуни встановлювалися напрототипи 1954—1955 років. У процесі випробувань, проте, вінпоказав себе недостатньо економічним і не розвивав достатньогомоменту, що крутить, на малих оборотах з повним навантаженням, ізгодом його так і не змогли довести до належного рівня. На серійнихГАЗ-21 використовувався перепроектований варіант цього мотора, щорозроблявся для «полуторки» ГАЗ-56, що не пішла в серію, і мавбільш традиційну конструкцію:розташовані в ряд клапана, распредвалз приводом безшумними олітовими шестернями, клинові камери згорянняі впускним і випускним колом .
Для тих років і він був порівняно прогресивний, а за окремимиконструктивними рішеннями міг бути названий передовим, хоча йогоступінь форсування та потужнісна віддача були відносноневелики.
Це був цільноалюмінієвий (тоді — рішення, що дуже рідкозустрічається) бензиновий мотор з «мокрими» гільзами циліндрів, п'ятиопорним колінчастим валом (рідкісним тоді на двигунах масовихмашин15), «нижнім » розподільником і рядно розташованими в голівціклапанами, що рухаються за допомогою штанг через коромисла. Камеризгоряння були клинового типу. Вихідний проект включав такожелектромуфту вентилятора, яка керувалася датчиком, що включаввентилятор системи охолодження тільки при досягненні охолоджуючоїрідиною певної температури, що дозволяло поліпшити температурнийрежим двигуна і знизити витрату палива — у серію ця система непішла (згодом така система встановлювалася на перші «Волги» ГАЗ-24, але показала себе погано і з 1972 року встановлювати їїперестали).
Незважаючи на свою порівняно високу технічну досконалість для тихроків, він залишався чотирициліндровим і щодо скромним по робочомуоб'єму; отже, по плавності роботи та потужності віддачі (вабсолютних цифрах, але не питомих, по відношенню до робочогооб'єму) поступався силовому агрегату ще довоєнної модернізованої«Емки» ГАЗ-11-73 того ж класу з 3, 5-літровим шестициліндровимдвигуном ГАЗ- 11 (типу Dodge D5) потужністю 76 к.С. З можливістюфорсування.
Шестициліндрову лінію легкових автомобілів середнього класу ГАЗ нестав розвивати через міркування підвищення паливної економії тавідсутність необхідності для народного господарства такихдинамічних автомобілів. Модифікації двигуна ГАЗ-11 використовувавсяна автомобілі великого класу ГАЗ-М-12 «ЗіМ» та вантажівках ГАЗ-51, −52. Вперше в практиці вітчизняного автомобілебудуваннявикористовувалася автоматична гідромеханічна коробка передач22 (коробку з ручним перемиканням від «Перемоги» першому етапіпланувалося залишити лише з варіанті таксі). У серійномувиробництві вона протрималася недовго через низьку культуруексплуатації та обслуговування автомобілів в СРСР, хоча увиробничій програмі модифікація з АКПП значилася до 1962 року (алепісля 1958 року таких автомобілів було випущено вкрай небагато —близько одиниць або десятків, зібраних за спецзамовленнями).
На основі перевірених конструктивних рішень «ЗіМ»-а розроблялисясучасний безшумний гіпоїдний задній міст, карданна передача зпроміжною опорою. Оригінальним технічним рішенням була ЦСС —централізована система мастила вузлів шасі — спеціальна систематрубок, за допомогою якої водій змащував всі пари, що труться, рідким моторним маслом шляхом натискання на педаль в салоні, а неконсистентним мастилом за допомогою шприцювання в ямі — аналогічнасистема. Німецьких та деяких дорогих американських автомобілях, алеу вітчизняній практиці застосовувалася на масовій моделі вперше.Слід зазначити, що на вітчизняному бездоріжжі живучість трубоксистеми була невелика, довести цю систему до належного рівняфахівці ГАЗу так і не змогли, і приблизно з середини 1960 рокуставити її перестали.
< p align="justify"> p> Цікаво відзначити, що дверні замкина "волзі" мали роторну конструкцію - досить технічно складне і, вті роки, що тільки що увійшло в практику світовогоавтомобілебудування конструктивне рішення.
В цілому, характерні для «Волги» дуже міцні і довговічні застандартами свого часу кузов і двигун, що несе, м'яка, довгохідна іживуча підвіска, що забезпечує великий дорожній просвіт, просторийі комфортабельний салон робили її конструкцію близькою дооптимальної для умов експлуатації в СРСР, що і стало однією зпричин того, що машина не тільки протрималася на конвеєрі 14 років (що якраз не було рідкістю для радянського автомобілебудування), ай через багато десятиліть після свого зняття з виробництвазалишалася актуальною як засіб транспорту, зберігаючи певнупопулярність на вторинному ринку аж до дев'яностих років, а увісімдесятих все ще належить до поширених моделей. Крім того, машина чудово проявила себе у найважчих умовах роботи в службітаксі, в якій вона широко використовувалася до вісімдесятихроків.