Тот факт, что первый "Москвич" был копией немецкого автомобиля Opel Kadett, объяснялся отсутствием времени на его разработку с нуля и доступом к соответствующему оборудованию, доставшемуся СССР в качестве репараций. Через 10 лет, когда завершилось послевоенное восстановление промышленности, в распоряжении сотрудников МЗМА оказалось гораздо больше ресурсов и времени, поэтому "Москвич" второго поколения стал полностью оригинальной машиной, не дублировавшей ни одну модель иностранного производства. Тем не менее, группа конструкторов во главе с А.Ф.Андроновым, в которую входили и представители Горьковского автозавода, ориентировалась на передовые тенденции мирового автопрома, изучая закупленные зарубежные автомобили соответствующего класса (Fiat 1100, Lancia Aurelia, Hillman Minx, Ford Taunus 12M, Simca Aronde и др.). Штампы для изготовления кузова были сделаны на ГАЗе. Работу над новой моделью завершили в 1955 г., после чего Москвич-402 (с заводским индексом кузова 425), пройдя государственные испытания, был представлен на ВДНХ. Он поступил в продажу одновременно с новой "Волгой" ГАЗ-21 в 1956 г.

Москвич-402 получил современный для середины 50-х понтонный кузов седан с капотом и багажником вровень с крыльями, гнутыми лобовым и задним стёклами, вертикальными задними фонарями и декоративной выштамповкой на задних дверях и крыльях. В оформлении фронтальной части использовались одинарные круглые фары, решётка радиатора с одним горизонтальным брусом (на предсерийных экземплярах - "зубастая", как у Opel Olympia Rekord), бампер с клыками и пластиковый красный флаг со звездой на капоте. Несущая конструкция стала жёстче, чем у предшественника, салон - просторнее и комфортабельнее, при незначительном увеличении колёсной базы (2370 мм). В стандартную комплектацию вошли частично синхронизированная 3-ступенчатая коробка передач с рычагом на рулевой колонке, отопитель с обдувом лобового стекла, стеклоочистители с приводом от распредвала, дистанционный привод крышки багажника и радиоприёмник.

Москвич-402 оснащался нижнеклапанным рядным 4-цилиндровым двигателем объёмом 1220 см3 и мощностью 35 л.с., 12-вольтовым электрооборудованием, независимой бесшкворневой передней подвеской на двойных поперечных рычагах и пружинах, телескопическими амортизаторами, гидравлическими барабанными тормозами и 15-дюймовыми колёсами. Изначально модель предлагалась только с кузовом седан, но в 1957 г. появился и первый советский универсал - 5-дверный Москвич-423. Чтобы не делать новых штампов, конструкторы оставили боковые панели седана без изменений, ограничившись продлением крыши и установкой задней двери на боковых петлях, расположенной на высоте 760 мм от земли. Учитывая запрет частного предпринимательства, универсалы практически не продавались в личное пользование. С 1956 по 1958 гг. на МЗМА было выпущено 94080 ед. Москвич-402 всех модификаций, из них 18019 ед. пошли на экспорт.

Для того, чтобы конкурировать на равных с европейскими моделями своего класса, "Москвичу" не хватало одного - верхнеклапанного двигателя. Соответствующий силовой агрегат, разработанный И.И.Окуневым и И.А.Гладилиным, был испытан в 1955-1956 гг. на гоночных машинах Москвич-Г1 и Москвич-Г2. Рядный 4-цилиндровый мотор OHV объёмом 1358 см3, с полусферической камерой сгорания и съёмной алюминиевой головкой блока, развивал 45 л.с. В 1958 г. он был установлен на серийный Москвич-407, сменивший Москвич-402. Внешне эта модель отличалась только хромированным молдингом на боковине, в экспортной модификации разделявшим два цвета кузова, а также укороченным хромированным гребнем на задних дверях и надписью "Москвич" на капоте. В 1959 г. Москвич-407 получил 4-ступенчатую механическую коробку передач и новую клетчатую решётку радиатора, в 1961 г. - гипоидную главную передачу и безопасную эмблему на капоте в виде округлой капли. В серии 407 универсал назывался Москвич-423Н, а его грузовая версия (фургон) - Москвич-430.

Москвич-407 стал самой массовой моделью МЗМА, поставляемой на экспорт. В 1958 г. на Всемирной выставке в Брюсселе автомобиль получил золотую медаль, после чего популярность "Москвичей" в Европе стремительно выросла. Москвич-407 продавался в не только в социалистических странах, но и в Норвегии, Финляндии, Бельгии, Франции и Великобритании, и был доступен как в лево-, так и в праворульных версиях. Бельгийская фирма Scaldia выпускала "Москвичи" под собственным брендом, собирая их из машинокомплектов. В некоторых странах модель называлась Elite, чтобы избежать конфликта с Peugeot с её трёхзначными индексами. Всего с 1958 по 1963 гг. было произведено 359980 ед. Москвич-407, из них более трети - 120903 ед. - пошли на экспорт.

Советские внедорожники 50-х гг. с кузовами легковых моделей - уникальное явление в практике мирового автомобилестроения. Первые такие машины были разработаны на ГАЗе ещё в конце 30-х гг., но особую актуальность они приобрели в хрущёвскую эпоху - период освоения целины и интенсивного развития сельского хозяйства. В 1956 г. конструкторы ГАЗа построили прототип компактного 2-дверного вездехода с двигателем от Москвича-402 - ГАЗ-М73. Через год на МЗМА начался выпуск его серийной версии - Москвич-410. Для упрощения производства 4-дверный несущий кузов был унифицирован с седаном Москвич-403, от него же взяли силовой агрегат и коробку передач с изменёнными передаточными числами. Раздаточная коробка и мосты на листовых рессорах были позаимствованы у ГАЗ-69, рулевой механизм - у "Победы". Автомобиль также получил специальные шины с зубчатым протектором. Дорожный просвет увеличился до 220 мм, что позволило машине преодолевать брод глубиной до 0.5 м и подниматься на холм с наклоном до 33 градусов. С другой стороны, Москвич-410 не обладал достаточной жёсткостью и был склонен к опрокидыванию, и это ограничивало его внедорожные качества. С 1957 по 1961 гг. завод выпустил 1035 ед. Москвич-410 и 9340 ед. модификации Москвич-410Н с двигателем от Москвич-407, плюс 1515 полноприводных универсалов Москвич-411. В 1961 г. производство этих автомобилей прекратилось в связи с ростом экспортной программы МЗМА. 

Москвич-403 1962-1965 гг. представлял собой переходную модель между устаревшей серией 402-407 и перспективным Москвич-408, запущенную ради постепенного переоборудования завода на изготовление новых компонентов. Внешне он не отличался от Москвича-407, но имел изменённые передний подрамник, переднюю подвеску, рулевой механизм и тормоза, а также пересмотренные панель приборов и руль, подвесные педали, гидропривод сцепления и стеклоомыватель. Экспортная модификация называлась Москвич-403ИЭ и отличалась другой решёткой радиатора. Универсал обозначался как Москвич-424, фургон - как Москвич-432.

С 1956 г. переделанные серийные "Москвичи", оснащённые форсированными моторами и усиленной подвеской, принимали участие в кольцевых и раллийных гонках на территории СССР. В том же году Центральный автомотоклуб СССР был принят в члены Международной автомобильной федерации (FIA), и советские гонщики получили возможность соревноваться в международных гонках. В 1958 г. Москвич-407 дебютировал в ралли "1000 озёр" в Финляндии, где занял третье место в своём классе, причём до финиша дошли все четыре заводских экипажа. Автомобиль также выступал в престижных ралли Монте-Карло и Акрополис. В 1962 г. на МЗМА под руководством И.А.Гладилина на базе седана Москвич-407 построили два гоночных купе с двигателями мощностью 76 л.с. Они завоевали немало призов в кольцевых и ипподромных гонках, в том числе бронзовую медаль чемпионата СССР по кольцевым гонкам 1962 г.