1978年11月9日，中国改革开放总设计师邓小平在回答上海轿车项目能否合资经营的请示时一锤定音：“可以，不但轿车可以，重型车也可以嘛！”自此，上海轿车项目从引进改为合资，上汽率先对外开放。
1985年，上海大众汽车有限公司正式成立（现改名为上汽大众汽车有限公司）。1992年，上汽大众第10万辆桑塔纳轿车下线。2004年，桑塔纳3000上市，宣告着上汽大众完成了从技术引进到技术创新的改变，开启了中国现代汽车工业发展自主开发的新篇章。
1988年9月1日，中国第一家汽车零部件合资企业——中外合资上海纳铁福传动轴有限公司成立，上汽对外合作开始进入零部件领域。
1997年6月12日，由上汽集团、通用汽车共同出资组建的上海通用汽车有限公司（现改名为上汽通用汽车有限公司）和泛亚汽车技术中心有限公司成立。1998年12月，上汽通用生产的首辆别克新世纪轿车在浦东金桥新落成的工厂顺利下线。2000年12月12日，第一辆别克赛欧轿车下线，“10万元家轿”成为中国私家车消费的划时代产品。
2002年6月，中国第一家汽车服务贸易合资企业——安吉天地汽车物流有限公司成立。此后，中国第一家汽车租赁合资企业安吉汽车租赁有限公司于同年12月18日成立。
同年11月18日，上汽集团、通用汽车和五菱三方合资成立上汽通用五菱汽车股份有限公司。
2007年，上海汽车集团股份有限公司乘用车分公司成立。当年3月，自主品牌荣威首款产品荣威750上市。12月，上汽和南汽全面合作，成为中国汽车工业战略重组的里程碑。
2009年1月，上海捷能汽车技术有限公司揭牌成立，上汽加快推进新能源汽车产业化。
2011年3月，上汽大通汽车有限公司成立，同年推出大通V80车型。目前，上汽大通拥有MPV、SUV、房车、宽体轻客、皮卡等乘商并举的产品组合，并在汽车行业中开创了C2B业务模式。
2012年，上汽集团与泰国正大集团合资项目签约，上汽积极探索东盟市场，不断拓宽公司海外布局。
2014年5月，习近平总书记来到上汽考察，并强调发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。之后，上汽确立了新的愿景、使命、价值观，并把“新四化”作为发展方向。
2015年3月13日，上海汽车集团股份有限公司与阿里巴巴集团合作。
同年，上汽集团旗下连锁汽车服务品牌“车享家”成立，这是中国汽车市场首个OTO电子商务平台。
2016年7月6日，上汽集团与阿里合作开发的全球首款量产互联网汽车——荣威RX5正式上市。上汽集团与上海国际汽车城集团共同出资成立全球最大的分时租赁公司——环球车享
2018年，上汽集团瞄准“电动化、智能网联化、共享化、国际化”的“新四化”发展战略，全力推动创新转型，积极打造差异化竞争优势，自主品牌互联网汽车累计销量已突破70万辆，全球第一款量产智能汽车荣威MARVEL X于9月30日上市。
