Це був рядний верхньоклапанний 6-циліндровий двигун “ГАЗ-51Ф” потужністю 80 к.с. за 3000 об/хв, з максимальним крутильним моментом 21,5 кГм за 1600-1800 об/хв, ступенем стиснення 6,7 і робочим об’ємом 3485 см3, з двокамерним карбюратором “К-104”. Паливо – колишній низькооктановий бензин “А-66”.

Основна відмінність мотора ГАЗ-52 від його попередника ГАЗ-51 – це двокамерний карбюратор К-126И. В іншому конструкції обох ДВЗ однакові.

Основна відмінність – це рядний шестициліндровий двигун, розроблений на базі довоєнного карбюраторного двигуна внутрішнього згоряння ГАЗ-11, на ГАЗ-53 встановлювали V-подібний восьмициліндровий карбюраторний двигун ЗМЗ-53.