Syrena 100 wyposażona była w czterobiegową skrzynię biegów, dwusuwowy, dwucylindrowy silnik S-15 o mocy skokowej 746 cm3 i mocy maksymalnej 27KM. Pozwalało to na rozpędzenie pojazdu do 100km/h. Konstruktorzy dobrze zdawali sobie sprawę z mankamentów nowego pojazdu.

Elementy konstrukcyjne takie jak pompa hamulcowa, bębny hamulcowe, czy przekładnia kierownicza pochodziły w prostej linii od przestarzałej Warszawy M20. Przyczyniło się to zwiększania masy pojazdu i kiepskich osiągów. Poprawiając problemy pojazdu, już w 1960 roku wprowadzono udoskonaloną Syrenę 101 – która otrzymała między innymi skuteczniejsze hamulce oraz usprawniony silnik.

Dwa lata później wprowadzono nowe modernizacje, które skutkowały zmianą oznaczenia pojazdu na Syrena 102. Wprowadzono również nowe malowanie – dwukolorowe – dach bagażnika był w kolorze kości słoniowej, zaś pozostałe nadwozie w kolorze wybranym przez nabywcę (najczęściej był to kolor błękitny). Rozwiązanie takie stało się znów popularne dopiero w bieżącym wieku. Nowością był również nowy silnik, pochodzący z Wartburga 312 - montowany w serii 102 S – o pojemności 992cm3 i mocy 42KM.

Lepszy silnik oraz zsynchronizowana skrzynia biegów pozwała na rozpędzenie tego pojazdu do 125km/h! Niestety powstało jedynie 150 egzemplarzy usportowionej wersji.

FSO w latach 1963-1966 znów dokonała modernizacji – tym razem zwiększono nieco układ silnika (S-150), którego moc wzrosła dzięki modyfikacjom do 30KM. Auto otrzymało dumną nazwę Syrena 103, nadal można było nabyć elitarną wersję z silnikiem Wartburga (42KM) – Syrenę 103 S.

W 1966 roku Syrena doczekała się zmiany silnika – na trzycylindrowy S-31 o pojemności 842cm3 i mocy maksymalnej aż 40KM. Całkowicie zsynchronizowana skrzynia biegów oraz wydajniejszy układ chłodzenia znacznie poprawił osiągi pojazdu – auto dorównywało osiągami wersji S – z silnikiem Wartburga (do 120km/h).

 Model 104 otrzymał nowe klosze lamp tylnych, kołpaki i reflektory. Był też ostatnim modelem z drzwiami otwieranymi „pod wiatr”, czyli odwrotnie niż kierunek jazdy.

Zdecydowanie najdłużej produkowaną i najpopularniejszą wersją jest Syrena 105 – w czynnej produkcji od 1972 do 1983 roku. Powstało 3571 egzemplarzy tego pojazdu. Fabryki jednocześnie działały na Żeraniu (Warszawa), jak i w Bielsku. W nowym modelu zastosowano elementy pochodzące od Fiata 125p. Kolejne wersje – Lux i L posiadały już montowane fabrycznie radio. Samochód z racji swoich mankamentów (specyficzna konstrukcja silnika wymagała specjalnego paliwa – mieszanki benzyny z olejem), nie był w stanie konkurować z Fiatem 125p, czy Polonezem. W 1983 zakończono produkcję.

FSO wypuściło również wersję ciężarową Syreny –  Bosto – która była przystosowana do przewozu 4 osób i 200kg bagażu. Początkowo bazowała na Syrenie 104 (później też 105) – niska ładowność wynikała ze słabej konstrukcji podwozia pojazdu, która i tak była w tym modelu wzmocniona. Inną ciekawą wersją była towarowa Syrena R-20, dostępna w wersji ze skrzynią ładunkową oraz jako pickup.

Jej ładowność wynosiła jedynie 400kg, co niestety nie przysparzało jej właściwości użytkowych. Syrena doczekała się wielu niezrealizowanych prototypów, między innymi wersji kombi, czy Syreny Sport oraz Syreny Mikrobus.

W latach sześćdziesiątych auto wystartowało kilkukrotnie w rajdzie Monte Carlo, jednak z racji słabych osiągów (brak większych modyfikacji w mocy pojazdu) jako sukces należy uznać ukończenie rajdu – co zazwyczaj się nie udawało (przekraczano limit spóźnień).