Одним из самых популярных советских послевоенных грузовиков стал ГАЗ-51 или, как называли его шофёры, — «газон». Выпущенный в 1946 году, этот 2,5-тонный автомобиль стал основой многочисленных специализированных машин — самосвалов, седельных тягачей, фургонов, автоцистерн, автокранов и автобусов. Однако время шло, и завоевавший всенародную любовь грузовичок постепенно сдавал свои позиции — стране требовалась более мощная, более грузоподъёмная и более скоростная машина.
Прежде всего, для нового грузовика потребовался современный двигатель. Тот, которым оснащался «газон», — рядный, шестицилиндровый 70-сильный, — ГАЗ-11 выпуска 1940 года уже не мог удовлетворить требованиям к 4-тонному грузовому автомобилю будущих десятилетий. Наиболее перспективным способом повышения его мощности и улучшения экономичности могло стать увеличение степени сжатия горючей смеси в цилиндрах двигателя, однако отсутствие в стране высокооктанового бензина не позволяло воспользоваться этим способом.
Конструкторы ГАЗа, воспользовавшись открытием специалистов Института химической физики АН СССР, создали двигатель с факельным зажиганием ГАЗ-51 Ф. В цилиндры этого мотора подавалась обеднённая смесь, которая поджигалась мощным факелом, возникавшим при сгорании в форкамере небольшого количества переобогащённой смеси. Выброс в камеру сгорания цилиндра раскалённых газов приводил к созданию особой турбулентной структуры, в которой происходила лавинная активация горения. Этот процесс позволял сдвинуть порог детонации бензина А-66 и увеличить степень сжатия в цилиндрах с 6,2 до 6,8, соответственно подняв мощность мотора с 70 до 85 л.с. При этом существенно улучшилась динамичность грузовика и его экономичность.
Двигатель ГАЗ-51 Ф выпускался с 1961 по 1966 год и был снят с производства по причине архаичной довоенной концепции рядного шестицилиндрового нижнеклапанного мотора ГАЗ-11.
На смену рядной «шестёрке» заводские специалисты начали проектировать V-образный восьмицилиндровый мотор, подобный тому, которым была оснащена легковая ГАЗ-13 «Чайка» выпуска 1959 года. Правда, для нового грузовика создавался мотор с несколько меньшим рабочим объёмом (4,254 л) и мощностью (115 л.с.) в соответствии с техническим заданием на разрабатываемый автомобиль. Интересно, что многие детали и узлы «восьмёрки» были такими же, как у мотора «Волги» ГАЗ-21 — в частности, «мокрые» гильзы цилиндров и их головки, поршни, шатуны и многое другое. К слову, в отечественном автостроении это был первый случай установки двигателя такого типа на грузовой автомобиль.
При создании силовой установки для нового грузовика широко использовались алюминиевые сплавы, из которых изготавливались основные корпусные детали — блок цилиндров, головки, крышка распределительных шестерён, корпус масляного насоса, корпус привода распределителя, поршни, впускная труба и патрубки термостата, что позволило существенно снизить массу мотора. Серийный выпуск двигателя осуществлялся Заволжским моторным заводом (ЗМЗ).
Процесс становления нового грузовика оказался, на удивление, затяжным. Поначалу завод выпускал машину, отличавшуюся от ГАЗ-51 А разве что кабиной. Далее небольшой серией выпустили модификацию с двигателем с форкамерным зажиганием ГАЗ-51 Ф. С 1964 по 1965 год выпускался ГАЗ-53 грузоподъёмностью 3 тонны, и уже с 1965 года был развёрнут выпуск четырёхтонной базовой модели ГАЗ-53 А.
Интересно отметить, что при этом с 1966 по 1978 год выпускалась длиннобазная модификация ГАЗ-52-ОЗ грузоподъёмностью 2,5 тонны, а с 1975 по 1989 год — и короткобазная той же грузоподъёмности с шестицилиндровым рядным 75-сильным мотором. Ставший, по сути, аналогом ГАЗ-51, ГАЗ-52-04 предназначался для сельских районов, где эксплуатация машин с \/-образной «восьмёркой» была затруднительной.
Освоение в производстве нового автомобиля ГАЗ-53А также осуществлялось постепенно — с 1964 по 1965 год выпускалась трёхтонная версия этого грузовика, а с 1965 года началось производство базового автомобиля — четырёхтонного, длиннобазного, с восьмицилиндровым \/-образным двигателем.
Ходовая часть автомобиля ГАЗ-53А:
1—восьмицилиндровый V-образный двигатель ЗМЗ-53;
2—передняя рессорная подвеска;
3—передняя ось;
4—механизм сцепления;
5—коробка переключения передач;
6—центральный трансмиссионный тормоз;
7—карданная передача;
8—вакуумный усилитель тормозов;
9— задняя рессорная подвеска;
10 -задний ведущий мост;
11—рама автомобиля;
12—рулевое управление.
В целом грузовой автомобиль ГАЗ-5ЗА представлял собой вполне современный для того периода грузовик с улучшенной (по сравнению с ГАЗ-51) подвеской, гипоидной главной передачей, с упоминавшимся уже восьмицилиндровым мотором и с просторной и комфортабельной цельнометаллической кабиной с панорамным лобовым стеклом. В отличие от предыдущих моделей, кабина имела отопительное устройство с вентилятором, обеспечивавшим обдув лобового стекла, стеклоочистители с вакуумным приводом, работавшие от специального насоса, а также поворотные форточки и опускные стёкла на дверях. Помимо этого, машина имела новую четырёхступенчатую КПП с синхронизаторами на третьей и четвёртой передачах; её бесшумность и долговечность достигались за счёт использования косозубых шестерён постоянного зацепления на второй и третьей передачах.
Впервые в отечественном автопроме на грузовике стал использоваться кулачковый дифференциал заднего моста, что повышало проходимость и устойчивость машины на плохих и скользких дорогах. Была также улучшена подвеска грузовика за счёт нового способа крепления концов рессор с помощью резиновых подушек.