Кривошипно-шатунный механизм ГАЗ-21 имеет пятиопорный литой чугунный коленчатый вал, c закаленными поверхностями шатунных и коренных шеек. В полостях шатунных шеек предусмотрены грязеуловители. Шатуны стальные, кованные, двутаврового сечения. Поршни алюминиевые, луженые, имеют по два компрессионных и по одному маслосъемному кольцу. Уход за кривошипно-шатунным механизмом заключается в периодической проверке крепления головки блока цилиндров и в очистке от нагара поверхностей камер сгорания и днищ поршней. В результате сгорания масла или применения бензина низкого качества на внутренних поверхностях камер сгорания и на днищах поршней образуется нагар, ухудшающий работу двигателя. Повышение склонности двигателя к детонации, увеличению расхода топлива и падение мощности свидетельствует о большом количестве нагара. В этом случае рекомендуется снять головку блока цилиндров и тщательно очистить покрытые нагаром поверхности. После установки головки на место необходимо затянуть гайки.