В целях своевременной подготовки производства новых моделей двигателей V-8 и Р-4 был создан технологический сектор, который и приступил к подготовке производства двигателей по проекту.

Для производства восьмицилиндровых двигателей ГАЗ-53 и ГАЗ-66 были созданы два варианта механической обработки деталей и сборки двигателей. Обходной (ускоренный) вариант - в корпусе № 2, который строился (первая очередь сдана в эксплуатацию в 1962 г., вторая - в 1963 г.), и основной - в корпусе № 3.

В сжатые сроки на производственных участках моторного корпуса № 2 было смонтировано оборудование, в основном, универсальное со специальными наладками, где преобладал ручной труд. В эти же годы с Горьковского автозавода было принято производство двигателя ГАЗ-13 для легкового автомобиля «Чайка». С ГАЗа было перемонтировано 128 единиц оборудования для производства этого двигателя. В 1963 г. в корпусе № 2 начато производство двигателей ГАЗ-13 и по обходному варианту - двигателей ГАЗ-53 и ГАЗ-66.

Первая очередь производственных площадей в 52 тыс. м2 в моторном корпусе № 3 была сдана в эксплуатацию в 1966 г., а вторая очередь - 26 тыс. м2 - в 1967 г. При реализации проектного задания на заводе было установлено и освоено 69 поточных, 49 комплексно-механизированных и 68 автоматических линий, а также 1540 единиц специальных и агрегатных станков, автоматов и полуавтоматов. В корпусе № 3 были пущены в эксплуатацию отечественные и импортные автоматические линии: 1Л177 (изготовитель ЗИО, г. Москва) - для обработки блока цилиндров четырехцилиндрового двигателя (1965 г.); 1Л178 (ЗИО, г. Москва) - для обработки блока цилиндров восьмицилиндрового двигателя (1967 г.); «Рено» - для обработки головки блока цилиндров (1966 г.); «Бурр» - для обработки шатуна (1966 г.). Технология и организация производства двигателей в корпусе № 3 находились на высоком для того времени уровне.

Выпуск готовой продукции в 1970 г. по сравнению с 1965 г. увеличился более чем в 2.5 раза, в том числе двигателей - почти в 1.6 раза. За пятилетку (1966-70 гг.) освоены новые двигатели 3M3-53, ЗМЗ-66, ЗМЗ-24 по проектному варианту. За этот период введены в действие мощности по производству двигателей - 235 тыс. шт., литья - 29.27 тыс. т и запасных частей на 22.7 млн. руб.