В конце года завод освоил выпуск первого советского легкового серийного автомобиля - ГАЗ-А. Это была лицензионная копия Ford Model A с 4-дверным кузовом фаэтон, незначительно модифицированного для эксплуатации в российских условиях. ГАЗ-А создавался как служебная машина для государственных органов, таксопарков и Красной армии. Спереди ГАЗ-А и ГАЗ-АА выглядели одинаково и оснащались нижнеклапанным рядным 4-цилиндровым двигателем объёмом 3285 см3 и мощностью 40 л.с.

В 1943 г. Горьковский завод неоднократно подвергался налётам вражеской авиации, но был полностью восстановлен за 100 дней. В том же году поступил в производство усовершенствованный армейский вездеход ГАЗ-67 (1943-1953), впоследствии получивший применение в народном хозяйстве и на Корейской войне. После окончания Великой Отечественной завод был награждён орденами Ленина, Красного Знамени и Отечественной Войны I степени.

В 1945 г. ГАЗ-М20 был одобрен самим Сталиным и через год поступил в серийное производство. Первая партия машин имела множество недоработок, для устранения которых потребовалось временно остановить конвейер в 1948 г. Тем не менее, "Победа" оказалась самой массовой моделью ГАЗ: С 1946 по 1958 гг. было построено 235999 ед. На её основе завод разработал такие модификации, как М20А (такси), М20Б (кабриолет), М20В (модернизированный вариант 1955 г. с новой решёткой радиатора и пересмотренным интерьером) и М20Г (седан для КГБ с 6-цилиндровым мотором). Одновременно с "Победой" в 1946 г. в Горьком был выпущен 2.5-тонный грузовик ГАЗ-51 (1946-1975).

В первые годы выпуска "Волга" считалась стильной, динамичной и престижной машиной, поэтому получила признание за границей, особенно после выставки Expo '58 в Брюсселе, где советскому стенду с моделями ГАЗ присудили высшую награду - Гран-при. ГАЗ-21 массово экспортировался в страны социалистического блока и в Западную Европу, а в СССР использовался преимущественно в такси и милиции, хотя был доступен и в продаже населению.

В 1981 г. Горьковский автомобильный завод отметил 50-летний юбилей и выпустил 10-миллионный ГАЗ. Вскоре начались работы над четвёртым поколением грузовиков ГАЗ и предназначенными для них дизельными моторами. Основной продукцией легкового подразделения оставался ГАЗ-24 и его модификации, а ГАЗ-3102 в связи с установленным ограничением на его массовую продажу собирался в небольших количествах и только в кузове седан.

На 1992 г. пришёлся дебют двух новых легковых моделей. Первая, ГАЗ-31029, представляла собой комбинацию упрощённого кузова ГАЗ-3102 с технической начинкой "Волги" 24-10. Это был самый дешёвый автомобиль такого класса в России, и его продажи держались на высоком уровне: с 1992 по 1997 гг. построено 521650 ед. Завод работал с максимальной нагрузкой в три смены, но это негативно влияло на качество сборки. Многие машины красились прямо по металлу, без грунтования, что приводило к быстрой коррозии.

Второй моделью начала 90-х гг. стал престижный ГАЗ-3105 - современный 4-дверный автомобиль с аэродинамическим кузовом и карбюраторным двигателем V8 объёмом 3398 см3 и мощностью 170 л.с. На нём ГАЗ впервые применил такие решения, как подвеска типа Макферсон спереди и сзади, постоянный полный привод, реечное рулевое управление с гидроусилителем, 5-ступенчатая механическая коробка передач и электрически регулируемые сиденья. ГАЗ-3105 был представительским седаном мирового уровня, но из-за высокой цены ($50000) планы по выпуску 250 ед. в год осуществить не удалось. С 1992 по 1996 гг. было изготовлено всего 55 экземпляров.

В 2000-2004 гг. было выпущено около 500 седанов бизнес-класса ГАЗ-3111. Это был очередной неудачный проект превратить "Волгу" в конкурентоспособную машину с обтекаемым кузовом в современном динамичном стиле. Советская заднеприводная платформа сочеталась в нём с новым 4-цилиндровым двигателем ЗМЗ-406, 5-ступенчатой коробкой передач, системой ABS, бортовым компьютером и климат-контролем.