Дизайн ГАЗ-М-20 создавался усилиями целой группы специалистов. Первые эскизы авторства Валентина Бродского появились еще в 1938 году. Это был прототип автомобиля с обтекаемым каплевидным кузовом без выступающих крыльев и подножек, а также с панорамным лобовым стеклом.

Ключевую роль в создании окончательного облика "Победы" сыграл художник-конструктор Вениамин Самойлов. В его финальных эскизах появилось оригинальное оформление "фасада" с широко разнесенными фарами и трехъярусной облицовкой передка.

Коэффициент аэродинамического сопротивления (Сх) был выдающимся для тех времен - 0,34. Впрочем, была и оборотная сторона. Покатая "корма" урезала объем багажника и затрудняла обзор через заднее стекло.

Общее руководство проектированием автомобиля осуществлял главный конструктор предприятия Андрей Липгарт. За разработку шасси отвечал Анатолий Кригер, а за проектирование кузова - Александр Кириллов.

Литера "М" в индексе ГАЗ-М-20 указывала на название завода (с 1935 по 1957 год). Цифра 20 информировала о принадлежности автомобиля к новому модельному ряду с уменьшенным рабочим объемом двигателя.

"Победа" стала первым серийным автомобилем в СССР с несущим кузовом понтонного типа. Несущий кузов и, соответственно, отсутствие рамы позволили снизить массу автомобиля примерно на 200 кг по сравнению с распространенными в те времена "рамниками", равно как уменьшить центр масс и улучшить управляемость.

Автомобиль оснащался 4-цилиндровым бензиновым мотором объемом 2,1 л и мощностью 50 л.с. Степень сжатия позволяла работать на низкооктановом бензине (А-66). Трехступенчатая механическая коробка передач передавал тягу на задние колеса. Рычаг переключения располагался на рулевой, был смонтирован на рулевой колонке.

В подвеске спереди использовалась независимая пружинная схема с поперечными рычагами, сзади был ведущий мост на продольных рессорах. Тормоза были барабанными, с гидравлическим приводом. Дорожный просвет составлял 200 мм, а упругие элементы шасси были настроены с учетом требований к комфорту и проходимости.

Максимальная скорость "Победы" составляла 105 км/ч, комфортная крейсерская - порядка 90 км/ч, что является хорошим показателем для конца 1940-х годов. Разгон до 100 км/ч занимал 46 секунд, расход топлива составлял 11-13 л/100 км.

Салон отличался великолепными по тем временам отделкой и оборудованием. Передняя панель была оформлена серым, цвета слоновой кости или коричневым пластиком. Панели были отштампованы из стального листа и окрашены под цвет кузова. Дверные карты были обтянуты коричнево-бежевым или серым кожзаменителем.

"Приборка" включала спидометр, указатель уровня бензина, амперметр, указатель температуры охлаждающей жидкости, контрольную лампу дальнего света, лампы указателя правого и левого поворотов и электрические часы. Были предусмотрены также два противосолнечных козырька, две пепельницы, прикуриватель, потолочный плафон с освещением. После модернизации появились также отопитель с антиобледенителем лобового стекла, а еще позже - радиоприемник с антенной над лобовым стеклом.

В автомобиле был применен ножной стартер, который находился рядом с педалью газа. Переключение между дальним и ближним светом также происходило ногой - кнопка находится у педали сцепления, здесь же - рукоятка ручного тормоза. Два стеклоочистителя имели электропривод, работающим даже при выключенном двигателе, а в системе охлаждения применялся термостат.

19 июня 1945 года состоялся показ нового автомобиля руководству страны в Кремле. Серийное же производство официально стартовало 28 июня 1946 года. Предприятие тогда уже называлось Горьковский автомобильный завод.

"Победа" стала одним из первых легковых автомобилей в СССР, поступивших в открытую продажу. Цена модели составляла на тот момент 16 000 рублей при средней зарплате в стране 600-700 рублей.

ГАЗ М-20 "Победа" выпускался на Горьковском автозаводе до 31 мая 1958 года. Всего было произведено 241 497 таких машин, включая кабриолеты и исполнения для такси.