Cuối năm 1976, một cuộc khảo sát lại GAZ-24 với nhiệm vụ tìm ra những hạn chế chính cần sửa đổi trong mẫu thiết kế thay thế của nó đang dự định tiến hành. Tuy nhiên nguồn vốn không bao giờ được phân bổ cho dự án này. Đồng thời GAZ tung ra thế hệ thứ hai của chiếc Chaika limousine. Chiếc GAZ-14 với kích thước cũ và nội thất nâng cấp. Vì thế thay vì thay thế Volga, GAZ muốn tạo ra một chiếc xe mới thích hợp cho tầng lớp trung lưu nomenklatura Xô viết. Không dựa nhiều vào mẫu cũ, chiếc Volga mới, ngoài việc có một số model mới, còn được tích hợp nhiều cải tiến của chiếc Chaika trong thiết kế.

Ban đầu mẫu này được dự định sử dụng động cơ tiêu chuẩn 3-lít V6, nhưng thay vào đó GAZ đã lựa chọn một động cơ ZMZ-4022 I4 mới 105 hp. Cải tiến chính của động cơ là bộ phận đánh lửa hoạt động bằng một dòng khí nóng, được bơm vào từ một bộ phận đặc biệt thay cho cầu chì. Dù có công suất động cơ lớn, mômen xoắn của nó kém hơn ZMZ-24, và tới thập niên 1990 động cơ đã được thay thế bằng ZMZ-402 từ chiếc GAZ-24-10. Đặc điểm của chiếc xe này là phanh đĩa tiêu chuẩn phía trước, tỷ lệ trục sau 3.9:1 và nhiều cải tiến khác.

Ban đầu GAZ có nhiều kế hoạch tham vọng cho Volga, và 3102 được dự định như một phiên bản trung gian cho các bản thiết kế hoàn toàn mới của họ như 3105, 3106 và 3107. Tuy nhiên chúng không bao giờ thành hiện thực, và mặc dù các model (-31029, -3110, xem bên dưới) dựa trên dòng -3102 đã được giới thiệu, việc sản xuất dòng -3102 tiếp tục tới tận cuối thập niên 1990.

Sau khi được giới thiệu, GAZ-3110 được nâng cấp lớn năm 1997. Một hộp số 5 cấp mới, trục đơn, tay lái trợ lực, phanh đĩa làm mát bằng gió phía trước, tay lái 15 inch và nội thất được hiện đại hóa dựa trên dòng -3110. Động cơ 2.3 lít ZMZ-4062 130 hp phun nhiên liệu cũng được lấy từ dòng -3110. Các loạt sản xuất nhỏ sử dụng động cơ Steyr và Chrysler cùng ZMZ-4064 với 200 hp. Năm 2005, sau khi giới thiệu GAZ-31105, dòng -3102 được tích hợp nội thất của nó, và vào năm 2008 động cơ tiêu chuẩn của nó là loại 2.5 lít ZMZ-205 đáp ứng tiêu chuẩn EuroIII.

Giống như hai model Volga trước đó, có phiên bản hạn chế dành cho cảnh sát và KGB, với động cơ Chaika V8 và hộp số tự động, được sản xuất tới tận năm 1996. Từ đầu thập niên 1990, 3102 được GAZ dự định nhắm vào dòng luxury saloon và có chi phí hơi lớn hơn một chiếc Volga tiêu chuẩn, danh tiếng về chất lượng của 3102 cũng tương ứng với giá thành.