16 августа 1966 года в Москве было подписано генеральное соглашение между итальянской компанией Fiat и советским Внешторгом о научно-техническом сотрудничестве в области разработки легковых автомобилей. В его рамках был утвержден проект строительства автозавода на территории СССР. Этим соглашением определялись и сами модели: два автомобиля в комплектации «норма» с кузовами седан (ВАЗ-2101) и универсал (ВАЗ-2102), и автомобиль «люкс» (ВАЗ-2103). В качестве прототипа для «нормы» сразу был определен Fiat 124, получивший в 1967 году титул «Автомобиль года».
Летом 1966 года проходило первое знакомство отечественных специалистов с итальянским автомобилем.
В ходе испытаний на наших дорогах у автомобилей выявились серьёзные проблемы с долговечностью кузова и задних дисковых тормозов. Маленький дорожный просвет и отсутствие буксирных проушин делали проблематичной эксплуатацию машин на просёлке. Недовольство советских инженеров вызывал также нижневальный двигатель — абсолютно бесперспективный с точки зрения дальнейшего развития конструкции. Все замечания наших специалистов были учтены итальянскими конструкторами.
Не менее серьёзным изменениям подверглась ходовая часть и трансмиссия. В итоге ВАЗ-2101 стал отличаться от Fiat 124 тормозами (сзади появились барабанные механизмы, спокойно переносящие плохие дороги), подвеской (передняя подверглась усилению, задняя — полной замене на более современную с пятью реактивными штангами вместо реактивной трубы), карданной передачей (внедрён открытый вал с промежуточной опорой), усиленным сцеплением и доработанной конструкцией синхронизаторов в КПП. Даже в плане комфорта ВАЗ-2101 оказался лучше своего прототипа благодаря появившейся возможности трансформации сидений в полноценные спальные места, которые впоследствии оценили по достоинству тысячи владельцев. Интересно, что некоторые нововведения были применены в «ноль-первой» в целях унификации с люксовой моделью Fiat 124S (ВАЗ-2103). В первую очередь, это травмобезопасные наружные ручки дверей. Также ВАЗ-2101 получил наружное зеркало заднего вида. В общей сложности в конструкцию Fiat 124 было внесено свыше 800 изменений, после чего он получил наименование Fiat 124R. «Русификация» Fiat 124 оказалась крайне полезной и для самой фирмы FIAT, накопившей уникальные сведения о надёжности своих машин в экстремальных условиях эксплуатации.
Первые шесть автомобилей ВАЗ-2101 были собраны 19 апреля 1970 года, ритмичная же работа главного конвейера началась в августе. До конца года в Тольятти собрали 21 530 «единичек», в 1971 году это количество возросло до 172 175 автомобилей, а пик выпуска ВАЗ-2101 пришёлся на 1973 год, когда было собрано 379 007 экземпляров. На проектную мощность завод вышел в 1974 году.