В иерархии советского автомобилестроения существовало четкое разделение моделей по их целевому назначению и доступности для различных категорий граждан. Высший эшелон власти обслуживался бронированными лимузинами, массовый потребитель довольствовался компактными моделями, а для среднего звена партийной и хозяйственной номенклатуры предназначался ГАЗ-12, более известный под первоначальным именем ЗИМ. Этот автомобиль занимал особое положение: будучи представительским по классу и размерам, он официально продавался в личное пользование, что являлось редким исключением для мировой практики того времени. Стоимость машины составляла сорок тысяч рублей при цене «Победы» в шестнадцать тысяч и среднемесячной зарплате инженера около тысячи, однако сама возможность приобретения такого автомобиля формировала вокруг него особый ореол
Внешний облик ГАЗ-12 обнаруживает стилистическое родство с американскими моделями второй половины сороковых годов, что породило устойчивое мнение о заимствовании конструкции. В действительности сходство ограничивалось общими приёмами формообразования, характерными для мирового автопрома того периода. Инженерное содержание машины представляло собой оригинальную разработку, выполненную под руководством главного конструктора ГАЗа Андрея Липгарта.
Перед разработчиками стояла задача создать шестиместный автомобиль с несущим кузовом, чтобы избежать избыточной массы, характерной для рамных конструкций аналогичного класса. При длине кузова около пяти с половиной метров реализация несущей схемы представляла собой сложную инженерную задачу, успешно решённую горьковскими конструкторами. Масса автомобиля составила 1940 килограммов, что заметно ниже показателей зарубежных аналогов, имевших рамное шасси.
Общая длина автомобиля составляла около 5530 мм, колёсная база — 3200 мм, ширина — примерно 1900 мм, что делало ГАЗ-12 одной из самых крупных легковых машин советского производства своего периода. Несущий кузов имел развитую систему силовых коробчатых элементов пола и усиленных порогов, позволяющих обеспечить необходимую жёсткость без применения отдельной рамы.
Силовой агрегат ГАЗ-12 создавался на основе двигателя грузового автомобиля ГАЗ-51. Рядный шестицилиндровый мотор подвергся форсированию за счёт повышения степени сжатия, замены карбюратора и головки блока цилиндров. Рабочий объём составлял три с половиной литра, мощность достигала девяноста лошадиных сил. Точный рабочий объём двигателя составлял 3485 см³, максимальная мощность около 90 л.с. достигалась при 3600 об/мин, максимальный крутящий момент находился на уровне 210–215 Н·м. Степень сжатия была увеличена по сравнению с грузовым вариантом, что позволило улучшить динамику без радикального изменения конструкции.
Этого было достаточно для разгона тяжёлого седана до ста двадцати километров в час при расходе топлива около восемнадцати литров на сто километров. Удельная мощность составляла приблизительно 46 л.с. на тонну, что соответствовало уровню представительских автомобилей начала 1950-х годов. Запас топлива обеспечивался баком объёмом около 80 литров, позволяя проходить до 400 км без дозаправки в смешанном режиме.
Трансмиссия автомобиля включала гидромуфту, установленную между двигателем и сцеплением. Это устройство позволяло трогаться с места на более высоких передачах и делало практически невозможной остановку двигателя при резком отпускании педали сцепления. Переключение передач оставалось ручным, но наличие гидромуфты существенно облегчало управление в городском режиме и повышало плавность хода. Коробка передач была трёхступенчатой механической, с синхронизаторами на высших передачах. Передаточные числа подбирались с учётом высокой массы автомобиля: первая передача обеспечивала уверенное трогание, а третья являлась прямой.
Тормозная система передних колёс была выполнена по схеме с двумя ведущими колодками, что обеспечивало эффективное замедление без применения вакуумного усилителя. Диаметр барабанных тормозов составлял порядка 280 мм, что для автомобиля подобной массы считалось крупным значением и обеспечивало стабильную эффективность при многократных торможениях. Передняя подвеска была независимой, на поперечных рычагах с винтовыми пружинами, задняя — зависимой на полуэллиптических рессорах.
Салон ГАЗ-12 имел трёхрядную компоновку с размещением пассажиров по формуле два плюс два плюс три. Средний ряд был выполнен в виде откидных сидений, убирающихся при необходимости в спинку переднего дивана. Ширина салона превышала 1,5 м, что позволяло разместить трёх пассажиров на заднем диване без значительного ограничения пространства. Отделка интерьера применялась из качественных материалов, предусматривалось штатное отопление с обдувом заднего стекла и радиоприёмник с трёхдиапазонной настройкой.
Система отопления имела отдельный воздуховод к задней части салона, что являлось редким решением для советских автомобилей начала 1950-х годов.Первоначально автомобиль выпускался под названием ЗИМ, образованным от наименования завода имени Молотова. После изменения политической конъюнктуры в конце пятидесятых годов завод вернул историческое название ГАЗ, а модель получила обозначение ГАЗ-12. На автомобилях, находившихся в служебной эксплуатации, производилась замена эмблем и надписей, тогда как частные владельцы сохраняли оригинальные обозначения, что впоследствии повлияло на коллекционную ценность ранних экземпляров. Производство велось сравнительно небольшими сериями, поскольку автомобиль относился к представительскому классу и предназначался в основном для ведомственной эксплуатации.
Помимо базовой версии, существовали модификации для работы в такси и санитарной службе. Таксомоторный вариант отличался упрощённой отделкой салона и наличием таксометра. Санитарная модификация имела возможность загрузки носилок через задний проём.
В санитарном исполнении часть сидений демонтировалась, что позволяло размещать носилки и сопровождающего медработника. Выпуск ГАЗ-12 продолжался до 1959 года, всего построено около 21 тысячи экземпляров всех модификаций. Среднегодовой выпуск составлял порядка 2000–2500 автомобилей, что подчёркивало статус модели как машины ограниченного производства