У 1958 році було розпочато роботи зі створення автомобіля назміну ГАЗ-21. Генеральний конструктор - А. М. Невзоров, дизайнери -Л. І. Циколенко та Н. І. Кірєєв. Автомобіль спочатку проектувавсяпід різні типи двигунів - модернізований чотирициліндровий відГАЗ-21, трилітровий V6, що знову розроблявся, був у виробництві V8від ГАЗ-23, а також - чотирициліндровий рядний дизельнийдвигун.
З 1959 по 1963 роки було побудовано до шести пластиліновихпошукових макетів, що сильно відрізняються за своїм зовнішнімвиглядом.До 1964 року зовнішній вигляд автомобіля в цілому склався, здебільшого завершувалася і розробка агрегатної частини. Новамодель вимагала вищої загальної культури виробництва, томупаралельно з розробкою автомобіля проводилася модернізаціятехнологічного оснащення заводу, на його території були спорудженінові, сучасно обладнані цехи.