1958年8月——1959年5月，一汽的设计师又认真对红旗轿车整车作了5次系统的试验。在试验的过程中，一汽除了参考原来的克莱斯勒帝国车型之外，又另外找来了一台凯迪拉克Fleetwood和一台Lincoln Continental(林肯大陆)轿车，5次试验后，红旗轿车定型样车被正式编号为CA72，这才是我国有编号的第一辆真正的红旗牌高级轿车。
最早的CA72在翼子板一侧标有并排五面小红旗，代表工农商学兵。CA72的前脸采用扇形图案，车身造型庄重典雅，尾部采用了独具一格的宫灯型尾灯，方向盘中央的向日葵造型及后尾标是纯金打造，车内采用了景泰蓝、福建漆、杭州织锦等,发动机是具有当时国际先进水平的V8发动机。
红旗CA72诞生之后，红旗检阅车也随之改进，改进后的红旗检阅车是在红旗CA72的基础上取消顶盖，加强车身大梁强度后而得来的。这种检阅车第一次共试制了两辆，原打算给当时的国防部长彭德怀同志使用，但他在1959年庐山会议上遭到了批判，由林彪接替了他的职务，于是第一次正式使用这款检阅车的人是林彪。
1959年国庆前夕，一汽按照计划如期将首批质量过关的30辆红旗CA72高级轿车和2辆红旗检阅车送往北京。1959年10月1日，2辆红旗检阅车载着阅兵总指挥和国防部长检阅了海、陆、空三军，同时6辆红旗CA72轿车列队进入游行队伍中，接受毛主席检阅。1960年，第一机械工业部给一汽下达了生产2000辆CA72的任务，后来又增加了300辆， 同年，CA72轿车还参加了莱比锡国际博览会和日内瓦展览会。
也是在1960年，一汽将更多精力放在提升CA72的质量上，当时车身过重，各方面性能的也有很大提升空间，在同一年，一汽给车辆加上了中间座椅供随行人员乘坐，在设计的过程中，红旗CA72三排座轿车共计试制了三辆样车，第一辆样车一汽重新设计了CA72的前进气格栅，新进气格栅参考了凯迪拉克Fleetwood的样式，整体变的更方。随后，红旗轿车编入《世界汽车年鉴》，五面红旗的标志在红旗车的翼子板上飘扬了两年后，五面红旗被改为三面，代表总路线、大跃进、人民公社“三面红旗”。
第二辆重新设计了轴距、覆盖件等，还吸取了许多意大利车的设计元素，不过在文革期间，该车由于设计师程正的出身问题被游街示众。1964年，CA72的第三辆样车完成，但由于一些政治原因最终还是没有被生产，不过三排座椅的理念被引申到后来的CA770中。
从60年代开始，红旗车的各项技术日臻完善，被规定为副部长以上首长专车和外事礼宾车，坐红旗车曾与"见毛主席"、"住钓鱼台"一道，被视为中国政府给予外国来访者的最高礼遇。
● 经典的红旗CA770
1965年，一汽要求对红旗的车身、发动机等进行全面重新设计，升级后的编号为CA770，在设计之初的7个方案中，年仅25岁的贾延良的方案被选中。9月份，该车被送到北京，时任北京市长彭真提出了噪音较大需改进的建议。CA770在1965年底被正式定型，车身尺寸在5980mm×1990mm×1620mm，外观脱离了模仿的痕迹，整体设计更加精致。
动力方面，红旗CA770搭载了5.65升V8四冲程水冷化油器式汽油发动机，最大功率223马力(164千瓦)，发动机是参照凯迪拉克发动机自行设计的，最高车速165km/h，百公里油耗为20升，变速箱为2前速自动变速箱。1970年，一汽推出了CA770-B型轿车，主要升级就是增加了空调系统。
1966年，中央订购的20辆和39辆CA770抵达北京，很快被分配到了副总理、副委员长级领导正式乘用。周恩来总理、陈毅外长等国家领导人正式乘用。同年，在彭真同志的建议下把“三面红旗”的侧标改为一面红旗，表明毛泽东思想这一面大旗，后在文革中取消，恢复回三面小红旗。
在CA770的基础上，一汽又研发出CA771、CA772和CA773，CA771是在1967年4月研制成功的，该车主要是对外观和内饰进行了改进。外观上，CA771相比CA770的轮毂尺寸变小，同时后三角窗、后车门和后翼子板进行了重新设计，车门由对开式变为顺开式。
