8 апреля 1986 года состоялся визит М. С. Горбачёва в Тольятти, где Генеральный секретарь ЦК КПСС посетил автозавод. Результатом визита было решение о создании на базе флагмана отечественного машиностроения инжинирингового центра.

4 сентября 1986 года Правительством страны принято решение о создании на автозаводе отраслевого научно-технического центра (НТЦ). В 1987—1994 годах введены в строй его основные мощности: инженерный корпус, дизайн-центр, комплекс подготовки автомобилей к испытаниям, комплекс исследований электромагнитной совместимости, шумов и вибраций, аэроклиматический комплекс, корпуса опытно-промышленного и экспериментального производств. В 1996 году в НТЦ была принята в эксплуатацию полномасштабная аэродинамическая труба. Первым руководителем научно-технического центра был В. В. Каданников (в 1986—1988 годах). На этом посту его сменил Владимир Михайлович Акоев, который пробыл на этой должности менее года (трагически погиб во время автокатастрофы в июне 1989 года).

7 сентября 2001 года, в честь 15-летия научно-технического центра, открыта первая очередь технического музея. Сегодня это — целый парк автомобильной и военной техники, где собраны уникальные экспонаты со всей страны. После вхождения в число акционеров ОАО «АвтоВАЗ» французской компании Renault принято решение о вхождении научно-технического центра завода в состав глобального инженерного альянса Renault-Nissan.