В 1960-е завершилось обновление линейки грузовых автомобилей. Вставшие на конвейер ГАЗ-52 (1961), ГАЗ-53 (1961) и ГАЗ-66 (1964) образовали третье поколение грузовых автомобилей ГАЗ. На ГАЗ-53 и ГАЗ-66 начали устанавливать новые силовые агрегаты с мощным карбюраторным двигателем V8. Полноприводный грузовик двойного назначения ГАЗ-66 был первым среди автомобилей СССР удостоен Государственного знака качества.
С начала 1960-х на смену знаменитой «21-й» «Волге» велась разработка легкового автомобиля ГАЗ-24 «Волга», опытно-промышленная партия которого была готова в 1968 году, а с 1970 года началось массовое производство. Автомобиль был отмечен наградами: золотыми медалями на Международных выставках в 1969 году в Пловдиве (Болгария) и в 1970 году в Лейпциге (ГДР). Производство ветерана ГАЗ-21 было свёрнуто в июле 1970-го, а в апреле 1975 года, с производства был снят другой ветеран — ГАЗ-51А. Последний сошедший с конвейера легендарный грузовик отправился в Музей истории ГАЗ.
В 1977 году начался выпуск ГАЗ-14 «Чайка» — представителя третьего поколения легковых автомобилей большого класса. Этот автомобиль славился высоким техническим уровнем и комфортом.
Также в 1970-е годы, была проведена реорганизация производства:
24 августа 1971 года на базе заводов-филиалов и производств головного предприятия образовано производственное объединение «АвтоГАЗ». В 1973 году оно переименовано в ПО «ГАЗ», в состав которого вошли 11 заводов.
За успешное освоение производства новых грузовых и легковых автомобилей для народного хозяйства в 1971 году автозавод ГАЗ награждён орденом Ленина.
В эти годы начинается разработка следующего поколения грузовых автомобилей ГАЗ с прицелом на их дизелизацию, а также намечается существенная модернизация «Волги».
