Двигатели ЗМЗ-21А, ЗМЗ-21Д1, ЗМЗ-21Д. Первым двигателем запущенным в производстве на Заволжском моторном заводе был для легкового автомобиля среднего класса ГАЗ-21. Конструкция двигателя была разработана в КЭО ГАЗ в 1954 57 гг. и имела ряд оригинальных решений, осуществленных впервые в отечественном автомобильном двигателестроении.

Было предусмотрено применение алюминиевого сплава для изготовления блока цилиндров, а также для многих других деталей, которые ранее традиционно изготавливались из чугуна или стали: верхней части картера сцепления, крышек коренных подшипников коленчатого вала, крышки распределительных шестерен, корпусов водяного и масляного насосов и др. Такое широкое применение алюминиевых сплавов существенно снизило как общую, так и удельную массу двигателя. По этим показателям он в течение всего периода производства находился на уровне лучших зарубежных аналогов.

Применялись металлокерамические направляющие втулки клапанов и ведомая шестерня масляного насоса, пластмассовая крыльчатка водяного насоса, ремень узкого сечения для привода вентилятора, водяного насоса и генератора с анидным корд-шнуром.

Вскоре после начала производства двигателей на ЗМЗ был освоен распределительный вал с равнопрофильными кулачками (профиль выпускных кулачков такой же, как у впускных). Новый распределительный вал позволил увеличить максимальную мощность всех модификаций двигателя на 2.2 кВт при неизменной частоте вращения коленчатого вала.

Выпускались также модификации 451 для автомобилей Ульяновского автозавода и 977 для автобусов Рижского автобусного завода, имевшие некоторые несущественные конструктивные особенности и отличия в комплектации.