Ближе всех к внедрению советского «автомата» подошёл Горьковский автозавод. Как аналог, в Горький поступил американский седан Ford Mainline с серийной, давно освоенной в производстве, гидромеханической коробкой Ford-O-Matic. Попытки установить её на опытные образцы двигателя будущей «Волги» успеха не имели – характеристики мощности и крутящего момента горьковского и детройтского моторов, мягко говоря, существенно различались. Но агрегат иномарки пригодился, как образец для постройки своей модели, по характеристикам соответствующей двигателю будущей «Волги».
Автоматическая передача на ГАЗ-21 включала в себя: гидротрансформатор, планетарную передачу с фрикционными элементами сцепления и тормоза, гидравлическую систему управления и масляные насосы. Крыльчатка с 31 лопастью на коленвале называлась турбинным колесом, вторая, на коробке с 33 лопастями – насосным. В планетарной коробке было два сцепления, два тормоза и два масляных насоса.
Трогание с места и разгон происходили на второй передаче, по мере разгона включалась третья, прямая передача, обе работали при положении рычага переключения в позиции Д («драйв»), первая передача была понижающая, для неё было отдельное положение рычага, таким образом, коробка была трёхступенчатая.
Рычаг переключения находился, как у обычной «Волги», на рулевой колонке, только под рулём стояла шкала со стрелкой, указывающая, какая передача включена.
Если переключать от нейтрали на себя и вверх, включался задний ход, если просто вниз – «драйв», от него на себя и вниз – понижающая. При разгоне на понижающей переключения на вторую и третью скорости не происходило. Пуск двигателя происходил на «нейтрали», затем следовало включить «драйв» или задний ход. В отличие от современных машин, при переводе в «драйв» держать тормоз не требовалось – машина трогалась только при нажатии на газ. При коротких остановках, например у светофоров, достаточно было просто не нажимать на педаль газа, оставляя рычаг на «драйве».
Первый образец «Волги» 1954 года был с обычной механической коробкой. Он показал, что требуется корректировка размерности и геометрии кузова. Поэтому весной 1955 года Экспериментальный цех построил вторую и третью машины с изменёнными проёмами ветрового стекла и задних дверей. На них уже установили АКПП.
К 1956 году пришлось перестроить пол-завода для выпуска всех узлов «Волги». Был снят с производства старый двигатель ГАЗ-ММ – его делали в качестве запчастей и для силовой продукции. Для последней разработали специальную модификацию мотора «Волги» с индексом 321. К осени автомобиль был готов, а двигатель для него – нет, как и автоматическая коробка. Министерство разрешило в виде исключения построить «первые 500 машин» с нижнеклапанным двигателем. В качестве альтернативы «автомату» допустили обычную механическую трехступенчатую коробку. Это был очень дальновидный шаг!
В 1957 году автоматическая коробка, наконец, появилась в производстве. Ей комплектовали небольшие партии машин. Ставки на автоматическую передачу всё равно делались, потому такой «Волге» присвоили индекс базовой модели М-21 без букв. АКПП дожила до первого рестайлинга – она встречается как на машинах «со звездой», так и на «втором выпуске».
В 1959 году горьковский автозавод выпускает ГАЗ-13 «Чайка». На этот автомобиль представительского класса устанавливали эту 3-ех ступенчатую АКПП в паре с 195-сильным 5,5-литровым V8.
В 1976 году выпустили второе поколение «Чайки», ГАЗ-14, также унаследовало автоматическую трансмиссию. С более мощным 220-сильным мотором. 14-я Чайка стала динамичнее предшественницы.
В 1987 году АКПП в паре с двигателем V8 продолжали ставить на Волги, предназначенные для госбезопасности. Самой массовой стала модель ГАЗ-24-34 с 220-сильным двигателем ГАЗ-14 и все тем же 3-ступенчатым автоматом.
Почему интересный проект серийной АКПП бросили на пол-дороги? Причины называют разные. Первая, что конструкторы разочаровались в своём изобретении, решив, что мощности и крутящего момента четырёхцилиндрового двигателя «Волги» недостаточно для работы в паре с «автоматом». Вторая, что массовый выпуск таких коробок был слишком сложен для производственников. Третья, что потребители завалили жалобами на неисправности коробок. Наконец, что надо было продавать такие «Волги» только в Москве, Ленинграде и Горьком, где можно было создать специальные станции техобслуживания, а их начали распределять «в глубинку» и даже в села, где ни о каком сервисе не могло быть и речи. Известен указ «Главмосавтотранса» 1960 года, предписывавший все служебные «Волги» с автоматической передачей передать одной автобазе.
Автоматическую коробку испытывали в середине 60-х и на некоторых опытных образцах ГАЗ-24. Специалисты сходятся во мнении, что если бы ГАЗ не прекратил выпуск «автоматов» на части «Волг», был бы накоплен опыт производства гидромеханических коробок для малоразмерных двигателей, а значит, такие коробки появились бы на ВАЗе, АЗЛК, «Ижмаше».