В 1953-м году на Горьковском автомобильном заводе им. Молотова конструкторская группа под руководством А. Невзорова начала разработку новой модели автомобиля, который пришел бы на смену легендарной М-20 «Победе».
Прототипом кузова новой модели стал легендарный Ford-Customline. В первой половине 55-го года с конвейера завода сошел первый прототип нового автомобиля. Было выпущено два варианта новой модели – с автоматической и механической коробками переключения передач. Также было разработано несколько вариантов решеток радиатора и знаменитого оленя на капоте.
Конвейерная сборка нового автомобиля началась в декабре 1956-го года – эта дата и считается началом выпуска Волги М-21.

С самого начала автомобиль выпускался с двух вариантах: 21Б – общего назначения и 21Г – для работы такси.
Вскоре был доработан верхнеклапанный мотор, который изначально не был реализован из-за технологических сложностей на заводе. Позже были изменены индексы модификаций моделей: базовая – 21В, такси – 21А, модель для экспорта – 21Д.
В 1958-м году была выпущен автомобиль с автоматической коробкой передач. Модель не имела никаких индексов и называлась просто М-21. Однако автомобиль не долго продержался на конвейере – было произведено всего около 7-8 сотен машин. Экспортная модель М-21Е практически не выпускалась из-за дороговизны доводки проблем с надежностью машины.
В 1959-м году был существенно изменен дизайн «Волги» М-21. Была установлена новая решетка радиатора с 16-ю вертикальными прорезями, новый передний бампер, и подфарники в виде самостоятельных элементов. Также были добавлены пепельница и мягкие поручни для пассажиров заднего сидения и омыватель ветрового стекла. После введения всех модификаций снова был изменен индекс моделей: базовая модификация стала М-21И, экспортная – 21К.
В 1962-м году произошло очередное изменение конструкции «Волги». Все машины получили иное оформление передка – с новой облицовкой радиатора с 32-мя узкими вертикальными прорезями и новыми подфарниками, заходящими на бок крыла. С капота исчез молдинг и фигурка оленя или «капля», заводской знак поменялся – стал более изящным, с него исчезла надпись «ГАЗ». Машина получила новые бампера без клыков, причем под передними стали устанавливать два мощных крюка для буксировки. Полностью поменялась оптика – изменились задние фонари и рисунок рассеивателя фар. Изменился корпус фонаря подсветки номерного знака, а также декоративные хромированные молдинги, проходившие по нижнему краю дверей – они стали плоскими вместо рельефных..

Модификации «21-й Волги» с кузовом типа «универсал получила индекс М-22. Отличие ее от седана состояло в конструкции задней части кузова. Задние сиденья были выполнены раскладными, чтобы при необходимости освободить ровную площадку для перевозки крупногабаритного груза. Максимальная паспортная грузоподъемность модели была равна составляла 400 кг. Модель выпускалась в нескольких видах: 22М – на экспорт, 22Б – как санитарный автомобиль и 22БМ – санитарный экспортный.

Последние изменения были внесены в 1964-м году и коснулись в основном технической части. В ступицы передних колес стали устанавливать взамен шариковых подшипников более надежные, долговечные роликовые. Передние лонжероны были усилены в местах крепления рулевого механизма и маятника, так как со временем выявилась слабость этих мест при длительной эксплуатации. На машину установили отопитель большей производительности, усиления прижимной пружины и установки более мощного мотора , стеклоочистители усовершенствовали путем увеличения длины щеток. Подушка переднего сиденья была сделана более низкой, что улучшило удобство посадки водителя. Кроме того, стала возможной регулировка наклона спинки путем перестановки болта ее фиксации в одно из двух отверстий. Двигатель также подвергся доработке. В частности, модернизировали помпу с целью увеличения ее производительности. С этого года  также существенно расширилась гамма различных модификаций «Волги».

После 1964 года модельный ряд «Волг» без существенных изменений выпускался до конца производства. Последний ГАЗ-21 сошел с конвейера Горьковского автомобильного в 18 часов 40 минут 15 июля 1970-го года. Это была модификация 21УС цвета «антрацит».
Всего было выпущено 638 875 (по некоторым источникам – 639 448) автомобилей «Волга» М-21 различных модификаций.