В 1972 году начат серийный выпуск ГАЗ-24-02. Модернизациям универсал подвергался после базового седана. Автомобиль выпускался до 1987 года, после чего был модернизирован аналогично базовой модели и получил обозначение ГАЗ-24-12. Одновременно с 1985 по 1987 годы выпускались переходные модели ГАЗ-24-02 и ГАЗ-24-12.
Грузовой отсек ГАЗ-24-02 отличался продуманной конструкцией и широкими возможностями трансформации. Передние сидения были аналогичны базовому седану, заднее — оригинальное, состояло из двух отдельных сидений, более широкого левого и небольшого правого. Оба могли быть сложены (независимо друг от друга) для размещения дополнительного груза. Кроме того, в автомобиле были дополнительные два сидения третьего ряда; таким образом, пассажировместимость автомобиля со всеми разложенными сидениями составляла 7 человек (2 спереди, 3 на заднем сидении, 2 на сидениях третьего ряда)