Wiodącym konstruktorem samochodów osobowych GAZ był wówczas Władimir Sołowiow, natomiast bezpośrednie projektowanie samochodu powierzono młodemu inżynierowi Aleksandrowi Niewzorowowi.
Dla ułatwienia produkcji zachowano ten sam rozstaw osi, co w M-20 (2700 mm), ale nowy samochód otrzymał obszerniejsze wnętrze i większy bagażnik (był dłuższy i szerszy od poprzednika). Wnętrze było także jaśniejsze, a widoczność lepsza dzięki panoramicznym wygiętym szybom, które zastosowano po raz pierwszy w radzieckim samochodzie z przodu i z tyłu. Pod względem mechanicznym samochód miał otrzymać nowy, mocniejszy silnik górnozaworowy, cichszy hipoidalny tylny most oraz, po raz pierwszy w ZSRR, automatyczną skrzynię biegów. Jednostka napędowa wykonana przy użyciu stopów aluminium była przy tym lżejsza.
Wstępny projekt samochodu był gotowy w listopadzie 1953 roku. Projektantem nadwozia o dynamicznej i w tamtym czasie nowoczesnej linii był Lew Jeriemiejew. Odpowiadało ono modzie samochodowej pierwszej połowy lat 50. – dopatrywano się inspiracji wzornictwem amerykańskich modeli Forda z lat 1952–1954, chociaż nadwozie Wołgi nie było ich kopią i miało rozpoznawalny stylTak np. Wołga GAZ M-21, Kultowe Auta PRL-u nr 6, DeAgostini, s.3.