1958年第一辆红旗样车完成后，一汽决定按正规程序重新设计此车型，前后经过了五轮样车试制和改进设计之后才最后定型的。

重新设计的红旗整车长、宽、高取最大尺寸，内部后座尺寸尤为突出，是特大型内部尺寸。发动机缸径为100毫米，压缩比为7.5，容积为5.6升，200匹马力，最高时速为160公里。采用自主研制的液压自动变速箱，前悬挂为独立悬挂，前后有减震器；膜片式真空鼓式制动器，动力转向。车身造型前标仍为红旗旗标，侧标改为体现“工农兵学商”的五面红旗；改进了扇形水箱面罩的设计，取消了防撞块；尾灯仍为“宫灯”，后标改设计但仍有毛主席手书“红旗”二字。内饰仍采用民族工艺美术制品，仪表板和窗框采用福建大漆和赤宝砂工艺，暖色调内饰、织锦沙发面料及丝织顶棚料、手工地毯。

1959年一季度图纸完成开始进行生产准备，8月份投入批量生产，确定产品编号为CA72型。CA72型曾试生产多种不同颜色。国庆十周年前分批送北京36辆，其中包括1辆展车和2辆CA72型检阅车。国庆十周年庆典上，2辆红旗检阅车和6辆红旗轿车参加了阅兵和游行活动。国庆前夕，20余辆红旗轿车分配给部分中央首长乘用。