К 1987 году на ГАЗе были представлены первые опытные образцы, имевшие ряд инноваций, таких как реечное рулевое управление с гидроусилителем, регулировка руля по длине и наклону, постоянный полный привод с возможностью блокировки межосевого дифференциала, климатическая установка с электронным управлением и полный электропакет, включая центральный замок, электрические стеклоподъёмники ст"eкол на всех дверях, электрические приводы регулировок как передних, так и заднего сидений. Подвеска типа Макферсон спереди и сзади.
Особенностью машины считается успешная сборка, при которой салон при тех же внешних габаритах по сравнению с обыкновенной «Волгой» был просторнее, с электрорегулировками сидений, без прямых острых линий. Коэффициент лобового сопротивления Сх=0,35—0,36. Была учтена установка климатической системы.
Автомобиль оснащался карбюраторным двигателем 3105 В8 с карбюратором К-114 и, поздне, «Пирбург». Двигатель 3105 имел унификацию с двигателем ВАЗ-21083 и агрегатировался с двухвальной пятиступенчатой коробкой передач и сухим однодисковым сцеплением с диафрагменной пружиной вытягиваемого типа. Для управления двигателем применялась бесконтактная система зажигания с ограничителем оборотов мотора. Также предполагалось использовать АБС и катализатор отработанных газов.
В 1992 году машина была представлена на международных салонах в Лейпциге и Брюсселе, и произвела впечатления. Однако подсчитали, что производство такой автомобиль для правительства обходится дорого, и с 92-й по 96-й год было произведено всего лишь 55 машин вместо планируемого объёма выпуска 250 в год.
ГАЗ-3105 имел несколько модификаций. Первая из них имела двигатель 3105 с карбюратором К-114 и развивала мощность 156 л. с., более поздняя модификация имела карбюратор Пирбург 4А1 и развивала 170 л. с. Модификация с двигателем 3105, оснащённым моновпрыском Лукас, имела индекс 31052 и тоже развивала мощность 170 л. с.