На автомобиле ГАЗ-53-12 устанавливается двигатель ЗМЗ-511.10 Заволжского моторного завода. Двигатель V-образный, восьмицилиндровый, карбюраторный, четырехтактный. Рабочий объем цилиндров 4,25 л при диаметре цилиндров 92 мм и ходе поршня 80 мм. Разрезы двигателя

(продольный и поперечный) показаны на 6 и 7, а скоростная характеристика—на 8.
Крепление (подвеска) двигателя. 
Двигатель в сборе со сцеплением и коробкой передач крепится к раме на резиновых подушках в четырех точках: две спереди по обеим сторонам блока и две сзади под приливами на картере сцепления.
Опоры двигателя воспринимают, кроме вертикальных усилий (масса двигателя, реактивный момент), и горизонтальные — продольные усилия, возникающие при разгонах, торможении
и трогании с места.
Передние опоры состоят из чугунного кронштейна 8 с запрессованной в него резиновой подушкой 6 и нижней армированной подушки. Весь пакет деталей стягивается болтом через распорную втулку 10. Левая и правая опоры взаимозаменяемы. Задние опоры одинаковые, и каждая состоит из верхней резиновой подушки 3, вложенной в верхнюю пластину 4 и нижней армированной
подушки 1. К верхней пластине приварена распорная втулка. Крепление задних подушек осуществляется болтами через втулки верхних пластин. Нижние армированные подушки передних и задних опор взаимозаменяемы.

Блок цилиндров. Блок отлит из алюминиевого сплава АЛ-4 и подвергнут термической обработке и пропитке специальной искусственной смолой, обеспечивающей герметичность отливки; представляет собой моноблочную V-образную конструкцию.
Угол развала цилиндрической части блока 90°. Стенки блока образуют водяную рубашку цилиндров, в нижней части которой имеются гнезда для установки гильз цилиндров. По контуру водяной рубашки в специальные бобышки ввертываются шпильки крепления головок цилиндров.
Для повышения жесткости блока нижняя плоскость его расположена ниже оси коленчатого вала на 75мм. В торцовых стенках и трех внутренних перегородках выполнены гнезда для коренных подшипников коленчатого вала и подшипников распределительного вала.
Нижняя половина гнезда коренного подшипника выполнена крышкой из ковкого чугуна КЧ35-10. Кроме крышки заднего коренного подшипника, на задней стенке блока располагается сальникодержатель. Крышки коренных подшипников и сальникодержатель растачиваются совместно с блоком, поэтому они невзаимозаменяемы и после разборки должны устанавливаться на свои места.
Четыре крышки, кроме передней, одинаковые, поэтому на крышках нанесены порядковые номера 2,3 и 4. На пятой крышке номер не ставится.
К заднему торцу блока крепится картер сцепления.Точное расположение картера на блоке обеспечивается двумя установочными штифтами. Установочное отверстие и привалочная плоскость на картере сцепления для крепления коробки передач обрабатываются в сборе с блоком цилиндров
при расточке постелей коренных подшипников, поэтому перестановка картеров с блока на блок без специальной подгонки недопустима.

Гильзы цилиндров. Гильзы изготавливают из специального износостойкого чугуна. В верхней части гильза имеет фланец для уплотнения с прокладкой головки, в нижней — шлифованный поясок и буртик для фиксации в блоке цилиндров и уплотнения.
В нижней части гильза уплотняется медным кольцом, в верхней — прокладкой головки цилиндров. Надежность этого уплотнения зависит от выступания верхнего фланца гильзы над поверхностью блока цилиндров в пределах 0,02 — 0,10 мм, что обеспечивается точностью изготовления
блока и самой гильзы. По диаметру цилиндра гильзы разбиваются на пять размерных групп. Маркировка производится на шлифованном пояске гильзы. Условное обозначение размерных групп А, Б, В, Г и Д