Duże potrzeby transportowe zniszczonego wojną kraju nie mogły być zaspokojone przez skromny, a jednoczenie bardzo różnorodny tabor samochodowy. Istniała więc pilna potrzeba opracowania własnego uniwersalnego samochodu ciężarowego, którego konstrukcja pozwalałaby na tworzenie różnorodnych pojazdów pochodnych. Pracę tę zlecono pracownikom - powstałego wiosną 1946 roku w Łodzi Centralnego Biura Badań i Konstrukcji Przemysłu Motoryzacyjnego (CBBK - 5). Trzon grupy konstruktorów tego Biura stanowili pracownicy dawnego Biura Studiów P.Z.Inż., gdzie w 1937 roku zbudowano prototyp samochodu ciężarowego o ładowności 4,0 ton, oznaczonego jako P.Z.Inż. 703. Doświadczenie zdobyte w trakcie budowy tego pojazdu znacznie ułatwiło i przyspieszyło prace nad pierwszym powojennym samochodem ciężarowym o podobnym układzie napędowym. Założenia konstrukcyjne opracowane zostały przez zespół inżynierów (późniejszych profesorów Politechniki Gdańskiej i Łódzkiej) w składzie: Mieczysław Dębicki, Jan Werner i Jerzy Werner. Przewidywano budowę samochodu o ładowności 3,5 ton, napędzanego silnikiem o mocy 62,5 kW, wyposażonego w czterobiegową skrzynkę przekładniową. Układ nośny miała tworzyć spawana rama podłużnicowa wraz ze sztywnymi osiami zawieszonymi na wzdłużnych resorach piórowych. Rozstaw osi ustalono na 3000 mm. Hamulce bębnowe miały być uruchamiane hydraulicznie przy zastosowaniu pneumatycznego podciśnieniowego mechanizmu wspomagającego.

W maju 1946 roku po dokooptowauiu do zespołu inż. Bronisława Morkowskiego rozpoczęto właściwe prace konstrukcyjne. Silnik skonstruował inż. Jan Werner, układ napędowy i układ wspomagania hamulców - inż. Jerzy Werner, ramę, zawieszenie kół oraz układ kierownicy - inż. Mieczysław Dębicki, a oś przednią i układ hamulcowy - inż. Bronisław Morozowski. Ponadto w Warszawie inż. Stanisław Panczakiewicz konstruował kabinę kierowcy i skrzynię ładunkową, a inż. Z Grzonkowski projektował instalację elektryczną tego samochodu.

Prace prowadzone były bardzo szybko i pod koniec 1946 roku przekazano pierwszą część dokumentacji do zorganizowanego w Ursusie Zakładu Doświadczalnego Przemysłu Motoryzacyjnego. Budową prototypów kierował inż. Aleksander .

Pierwsza wersja silnika oznaczona symbolem S-40 wykonana została w lipcu 1947 roku. Stwierdzono jednak istnienie kilku wad, a przede wszystkim niedostateczną sztywność kadłuba i niewłaściwie rozwiązany układ smarowania. Już w trzy miesiące później powstał ulepszony prototyp silnika oznaczony jako S-40R. Badania tego silnika trwały do lutego 1948 roku, a ich wyniki stanowiły podstawę do konstrukcji nowej jednostki napędowej. Pracę tę powierzono zespołowi kierowanemu przez Jerzego Jędrzejewskiego. Nowy silnik oznaczony symbolem S-42 zatwierdzony został do produkcji.

Równolegle powstawało podwozie samochodu. Montaż pierwszego prototypowego podwozia zakończono 28 lutego 1948 roku i po krótkich jazdach próbnych skierowano je do Kielc, gdzie w zakładach SHL wykonano nadwozie. Oficjalne przedstawienie prototypu powojennego samochodu ciężarowego władzom resortu nastąpiło w dniu 19 czerwca 1948 roku. Na przełomie października i listopada tegoż roku odbył się rajd kwalifikacyjny, w którym wzięły udział trzy prototypowe samochody. Zebrane doświadczenia pozwoliły na dalsze udoskonalenie konstrukcji. Do większych zmian konstrukcyjnych wprowadzonych w tym okresie do dokumentacji (poza silnikiem) należały: zastosowanie stopu aluminium na obudowę skrzynki przekładniowej w miejsce żeliwa, zastąpienie składanej pochwy mostu napędowego pochwą jednolitą oraz usprawnienie mechanizmu zmiany biegów i układu kierowniczego. Opracowano też nową kabinę kierowcy, którą oznaczono symbolem N 20.

Produkcję samochodów krajowej konstrukcji umieszczono w Zakładach Starachowickich (dawna fabryka zbrojeniowa - w 1951 roku zmieniono nazwę Zakładów na Fabrykę Samochodów Ciężarowych im. F. Dzierżyńskiego), a pojazd otrzymał nazwę Star 20. Miał on 6-cylindrowy silnik o pojemności skokowej 4,188 dm3 umieszczony wzdłużnie, nad osią przednią który osiągał maksymalną moc 62,5 kW przy 2800 obr/min. Wał korbowy podparto na czterech łożyskach ślizgowych, a panewki były wylane stopem cynowym. Zastosowano górnozaworowy układ rozrządu z wałem umieszczonym w kadłubie. Silnik chłodzony był cieczą o obiegu wymuszonym. W układzie zasilania użyto importowanego gaźnika Solex 40 UAIP, o średnicy gardzieli 32 mm. Masa suchego silnika wynosiła 350 kg. Instalacja elektryczna o napięciu znamionowym 12 V zasilana była z prądnicy o mocy 220 V. IVIoc użytego rozrusznika wynosiła 1,32 kW. Klasyczny układ napędowy tworzyły następujące zespoły: jednotarczowe sprzęgłu półodśrodkowe sterowane mechanicznie, czterobiegowa niezsynchronizowana skrzynka przekładniowa, wał napędowy z dwoma przegubami krzyżakowymi oraz tylny most ze stożkową przekładnią główną o przełożeniu 6,125. Poszczególne zespoły zamocowano do spawanej ramy podłużnicowej. Przednia oś o przekroju dwuteowym wsparta była na wzdłużnych półeliptycznych resorach piórowych, a most tylny na resorach piórowychwych głównych współpracujących z piórowymi resorami pomocniczymi. Kola jezdne wyposażono w ogumienie dętkowe o wymiarach 8,25-20". W układzie kierowniczym zastosowano globoidalną przekładnię śliniakowi. Hamulec zasadniczy uruchamiany był hydraulicznie i współpracował z podciśnieniowym mechanizmem wspomagającym, natomiast hamulec pomocniczy mechaniczny działał na szczęki hamulcowe kół tylnej osi. Samochód miał skrzynię ładunkową o konstrukcji drewnianej. Jego podstawowe wymiary wynosiły: długość całkowita 5860 mm, szerokość 2200 mm, wysokość z opończą 2800 mm. Pojazd miał masę własną 3360 kg i ładowność 4 Mg. Osiągał prędkość maksymalną 85 km/h, średnie zużycie paliwa dochodziło do 26 dm3/100 km.

W miarę zwiększania się liczby Starów będących w eksploatacji ujawniały się słabe punkty tej konstrukcji. Usprawnienia wymagały przede wszystkim układy smarowania i chłodzenia silnika. Do najistotniejszych zmian konstrukcyjnych w silniku wprowadzonych w pierwszych latach produkcji Stara należały: ulepszona pompa oleju i dodatkowy filtr oleju (1951), wydajniejszy wentylator chłodnicy (1953), zastosowanie zwijanej zasłony chłodnicy (1954), ulepszona pompa cieczy chłodzącej, nowa chłodnica i odpowietrzenie skrzyni korbowej (1955), zastosowanie termostatu i krajowego gaźnika typu G-43 oraz zmiana kształtu głowicy (1956). Ponadto dla zwiększenia trwałości silnika wprowadzono do produkcji tuleje cylindrowe z żeliwa krzemowo-chromowego oraz chromowanie pierwszego pierścienia tłokowego. Zmiany objęły również podwozie Stara. W przekładni kierowniczej zmieniono łożyskowanie rolki i sposób regulacji luzu oraz zmieniono konstrukcję szczęk hamulcowych (1954). Zastosowano również nowy hamulec pomocniczy (ręczny) działający na wał napędowy (1955).

Dalszy ilościowy wzrost produkcji samochodów spowodował zwiększone zapotrzebowanie na kabiny, przekraczające ówczesne możliwości wykonawcze dostawcy - kieleckiej SHL. W 1952 roku uruchomiono w FSC Starachowice produkcję nowej, uproszczonej technologicznie kabiny, która nosiła symbol N 23. Konstruktorem tej kabiny był inż. A. Żyliczyński. Od tego czasu do Starów zaczęto montować kabiny N 20 lub N 23.

Silnik oraz podwozie Stara służyły jako konstrukcja wyjściowa dla pierwszych krajowych autobusów średniej pojemności oraz wielu samochodów specjalizowanych i specjalnych, które produkowane były w innych zakładach, np. nadwozia furgonowe przystosowane do przewozu 25 osób typu N-424 (znane pod nazwą Stonka, produkowane od 1954 roku przez ówczesne Zakłady Budowy Nadwozi Samochodowych) oraz jego odmianę przystosowaną do przewozu ładunków o oznaczeniu N-103 Furgon. Powstał również tylno zsypowy samochód samowyładowczy Star W14. W latach 1952-1953 w Sanoku produkowano nadwozia pożarnicze typu N71 oraz N72 (korzystające z zewnętrznych źródeł środka gaśniczego), w późniejszym okresie produkowano nadwozia typu N74 i N75 (wyposażone we własny zbiornik wodny). Kolejnym rodzajem zabudowy był montowany od 1953 roku żuraw samochodowy HP-3, wykorzystywany w branży budowlanej.od 1953 r. W Starachowicach wytwarzano poza podstawową skrzyniową wersją Stara 20 jedynie ciągniki siodłowe oznaczone jako Star C60.

FSC stale rozbudowywano wprowadzając nowe technologie. Taśmowy montaż samochodów zastosowano w 1951 roku, a automatyczną linię obróbki głowicy silnika uruchomiono w 1954 roku. W 1948 (pierwszym roku) produkcja wyniosła 10 sztuk (według innych źródeł 20 szt.) i stopniowo rosła osiągając w 1949 roku poziom 245 szt., w 1950 – 782 szt., 1951 – 2568 szt., 1952 – 4253 szt., 1953 – 6968 szt., 1954 – 7579 szt., 1955 – 7543 szt., 1956 – 7700 szt., 1957 – 5978 szt. (dane dla ostatniego roku produkcji mogą obejmować pewną liczbę następcy, czyli modelu Star 21). Docelowa zdolność produkcyjna określana wówczas na 10 tys. samochodów rocznie została osiągnięta w 1954 roku. Star 20 był wytwarzany do lipca 1957 roku. Ogółem wyprodukowano ponad 50 tys. sztuk tych pojazdów (łącznie z podwoziami).