W latach 1961-64 opracowano w BKPMot kilka wersji małolitrażowego pojazdu mającego zastąpić Syrenę. Pierwszą konstrukcją był prototyp o nazwie "ALFA" z zespołem napędowym umieszczonym z tyłu. Następnie opracowano prototypy samochodów "BETA" i "DELTA" o bardzo nowoczesnych parametrach konstrukcyjnych, z napędem przednim (twórcą nadwozi był mgr inż. Andrzej Zgliczyński).
Projekt "Gammy" nigdy niedoczekał się zrealizowania nawet w formie prototypu
FSO, które bacznie obserwowało działania BKPMot, na przełomie lat 1963-64 zorganizowało duży zespół konstrukcyjny , obejmujący grupę konstruktorów BKPMot. oraz własnych w celu konstrukcji i sfinalizowania prac projektowych i badawczych.
Prototyp samochodów "Beta" i "Delta" zostały poddane w FSO i BKPMot. ostrym badaniom wytrzymałościowym oraz analizie technologicznej . Zamierzona bowiem wielkość produkcji rocznej, tzn ponad 50 tys. sztuk, zmuszała do zasadniczej zmiany metod wytwarzania stosowanych w produkcji Syreny 104.
Założenia konstrukcyjne postawione przed zespołem opracowującym projekt nowego samochodu były bardzo ambitne i zmiwrzały do osiągnięcia parametrów na poziomie światowym.
W dużym skrócie założenia te przedstawiały się następująco:
- samochód miał przewoźić wygodnie 4 osoby oraz bagaż (ociążenie użyteczne 350 kg),
- masa własna maksumalnie 720 kg,
- prędkość maksymalna 125 km,
- maksymalne zużycie paliwa 8 dm3 / 100 km (przy zastosowaniu silnika 2-suwowego S-31),
- nadwoźie samonośne 3-dzwiowe,
- czas rozpędzania od 0 do 80 km/h maksymalnie 15 s.
Należało więc odejść od przedstarzałej konstrukcji ramowej samochodu Syrena 104 i zaprojektować nadwoźie samonośne, bardzo lekkie, a jednocześnie trwałe i wytrzymałe. Opracowano nadwozie, które miało orginalną cechę: część przednia składająca się ze szczątkowej ramy osłoniętej oblachowaniem (błotnik, pokrywa silnika, wlot, pas przedni) była łatwa do odłączenia od reszty nadwozia . Rama ta była wyposażona w kompletny zespół napędowy, zawiwszenie przednie, układ kierowniczy itd. (konstruktorem prowadzącym był mgr inż. Jerzy Roman). Autorem tej koncepcji był prof. Edward Loth. Dzięki takiej konstrukcji przodu w dalszej przyszłości istniała możliwość przeprowadzenia napraw metodą wymiany całego przedniego zespołu samochodu. Oznaczało to w praktyce, że użytkownik samochodu miałby wymienianą na stacji obsługi całą kompletną ramę przednią z zespołem napędowym do czasu naprawy własnego zespołu. Skracało to niezwykle okres postoju. Zasosowanie dzielonej ramy przedniej przeniosło pojazdowi również korzyść, że umożliwiało w przyszłości łatwe dostosowanie przodu pojazdu do zamontowania w nim silnika 4-suwowego, poprzecznego.
System łączenia przedniej części samochodu z resztą nadwożia wypróbowano na prototypach "Delta" i "Beta", Sprawdzono również wytrzymałość połączeń metodami obliczeniowymi oraz w próbach stanowiskowych i drogowych. Trzeba podkreślić, że całość knstrukcji nadwoźia była dokładnie przeliczona wytrzymałościowo pod kierunkiem wybitnego specjalisty z Politechniki Warszawskiej - prof. dr Zbigniewa Brzózki.
Próby drogowe i stanowiskowe potwierdzały prawidłowości przeprowadzonych obliczeń. Pozwoliło to na maksymalne wykorzystanie materiału i tym samym na uzyskanie lekkiego i wytrzymałego nadwozia. Niektóre egzemplarze Syreny 110 z serii prototypowej jeszcze w początkach lat osiemdziesiątych jeździły po polskich drogach.
Jednocześnie z projektami nadwozia i podwozia samochodu małolitrażowego podjęto w BKPMot. prace nad konstrukcją nowoczesnego 4-suwowego silnika o pojemności skokowej ok. 1,0 dm3 . Skonstruowano i wykonano prototyp trzech silników, w tym jednego do zabudowy w układzie poprzecznym. W początkowym etapie badań silników stosowano sprzęgło, przekładnię i skrzynkę biegów z Syreny 104. W tym również samochodzie wypróbowano kompletny zespół napędowy.
W pierwaszym okresie produkcji Syreny 104 przyjęto wyposażenie samochodu w istniejący silnik 2-suwowy S-31 o pojemności skokowej 842 dm . Silnik S31 został dostosowany do zabudowy w Syrenie 110 przez wprowadzenie wielu zmian w usytuowanie prądnicy, pompywodnej, wentylatora i wprowadzdenie termostatu woskowego, nowego filtru powietrza oraz zmian w całym układzie wylotowym. Niewielkie zmiany wprowadzono w sprzęgle, bloku napędowym, tzn. skrzyni biegów, mechaniźmie wolnego koła i przekładni głównej. Istotne natomiast różnice w stosunku do Syreny 104 Występowały w zawieszeniu nowego samochodu. Zastosowano resorowanie na 4 sprężynach spiralnych (identycznie dla przodu i tyłu) i współpracujących z układem dwóch wahaczy oraz stabilizatora z przodu i pojedynczych "wleczonych" wahaczy z tyłu pojazdu.
