Легковой автомобиль среднего класса М-21, который заменит «Победу», задумали ещё в 1950—1951 годах при легендарном главном конструкторе завода «ГАЗ» Андрее Липгарте. Построенные при нём макеты напоминали то ли укороченный ЗИМ, то ли какой-то американский седан тех лет. Но вот Липгарта сняли с должности за срыв освоения выпуска военной амфибии и перевели на «УралЗИС», его место занял Николай Борисов. Конструкторы легкового конструкторского бюро ГАЗа вздохнули свободно, больше никто не мешал им сделать такую машину, какую они считали перспективной. Руководил всеми работами над М-21 Владимир Соловьёв. Под его началом работал ведущий конструктор Александр Невзоров. Внешнюю форму разрабатывали Лев Еремеев и Борис Лебедев. Силовой набор кузова — Абрам Гор. Двигателем занимались Николай Мозохин и Гарри Эварт, шасси — Григорий Вассерман. Самый сложный узел — автоматическую коробку передач — конструировал Борис Поспелов.
Первый прототип поехал своим ходом уже в 1953 году. А подготовка производства заняла три года — пришлось буквально «сломать» пол-завода. Выпуск машины ГАЗ-69 перевели в Ульяновск, военного спецкузова ГАЗ-900 — во Владимир, уничтожили производство старого мотора ГАЗ-ММ, шедшего на силовую продукцию. Освоение узлов «Волги» давалось с большим трудом и ГАЗу, и смежным предприятиям. Летом 1956 года две предсерийные «Волги» показывали, одну на ВДНХ, другую на выставке в НАМИ. В октябре собрали первый серийный автомобиль. До декабря 1956-го построили 31 «Волгу», но только пять из них отправили в сбыт. Выпуск развернули к марту 1957-го.
Первая «Волга» видоизменялась в процессе рождения. С первого раза не получился двигатель — министерству пришлось «в виде исключения» разрешить ГАЗу построить первые 500 «Волг» с модернизированным мотором «Победы». На деле было изготовлено не менее 1100 таких машин. Провалился план оснащения «Волги» автоматической коробкой. Выпустив за три года около 700 машин с «автоматами», ГАЗ дальше устанавливал только трёхступенчатую «механику». Внешне первая серийная «Волга» отличалась от первых прототипов знаменитой облицовкой с пятиконечной звездой посередине. Конструкторы завода рассказывают, будто такой вариант выбрал легендарный маршал Георгий Жуков, тогда министр обороны. Но нет никаких свидетельств, когда конкретно маршалу Победы показывали «Волгу» и где это случилось: В Кремле, на ГАЗе, в НАМИ или на военном автополигоне в Бронницах.
К концу 1957 года на «Волгу» наконец установили новый двигатель ГАЗ-21А конструкции Гарри Эварта, который лёг в основу моторов последующих серий «Волг», машин УАЗ, РАФ и даже «Газель». С его появлением окончательно сформировались ходовые и эксплуатационные качества всего семейства «Волги» ГАЗ-21. Они не менялись потом до самого снятия этих машин с производства в 1970 году. КБ легковых автомобилей только пару раз провело рестайлинг внешности — в 1958 году вернули более простую облицовку радиатора, похожую на первые прототипы 1953−1955 годов, а в 1962 году «Волга» получила целый «пакет» в виде новых бамперов, облицовки, задних фонарей. Но это никак не изменило основных качеств «Волги» ГАЗ-21, как транспортного средства.