К 1962 модельному году машина была снова модернизирована, на этот раз более радикально. Модернизированные модели получили общее условное название «третья серия». Количественно они наиболее распространены.
Общая идея дизайна «Волги» 1962 года - меньше хрома, больше чистых линий. Некоторые черты стиля с автомобилем «Чайка» ГАЗ-13, в то время, как «вторая серия» была стилистически достаточна близка к предшественнику «Чайки» - ГАЗ-М-12 «ЗиМ».
Двухцветная окраска «с завода» практически не встречалась на автомобилях «третьей серии», за исключением такси с крышей контрастного цвета (обычно красного или жёлтого) - так иногда красили автомобили, поступавшие в такоспарки, или прошедшие капремонт на ремзаводах. Cреди таксистов такие машины имели прозвище «красная шапочка».