В мае 1955 году в соответствии с постановлением Совета Министров СССР было создано Главное управление автомобильного транспорта Мосгорисполкома – Главмосавтотранс - предшественник «Мосавтотранс».

Эмблема «Главмосавтотранса» была нанесена на кабины почти 40 тыс. автомобилей, осуществляющих перевозки различных народно-хозяйственных грузов в Москве. Общая численность работающих в системе «Мосавтотранса» превышала сто тысяч человек.

С начала июля 1955 года районные предприятия и организации города начали обслуживаться автотранспортом в централизованном порядке. В связи с этим, 25 транспортных контор при Райисполкомах были переданы в Главмосавтотранс. Эти конторы были преобразованы в автобазы. Были созданы: трест по обслуживанию районных предприятий и организаций, трест централизованных перевозок промышленных и сельскохозяйственных грузов, строительно-монтажное управление. Для оперативного руководства была создана диспетчерская связь и городская система диспетчеризации перевозок. С ноября 1955 года автопредприятия Главмосавтотранса начали работы по экспедированию, завозу грузов и контейнеров.

В 1957 году было создано управление «Мосстройтранс», на которое было возложено обеспечение автоперевозками бурно растущей строительной индустрии столицы. В том же 1957 году было образовано управление «Мосторгтранс», перешедшее в Главмосавтотранс из Главного управления торговли. Главку было передано 15 автохозяйств, насчитывавших около 2600 автомашин различных марок. В 1958 году было создано управление «Моспромтранс», автохозяйства которого осуществляли автоперевозки для сотен промышленных предприятий города.

К середине 60-х годов Главмосавтотранс насчитывал более десяти автокомбинатов. Главмосавтотранс объединил семь производственных специализированных управлений со 150 крупными хозрасчетными предприятиями и организациями. В системе Главмосавтотранса работало около 110 тысяч человек, из них 60 тысяч шоферов.

В 1963 году была проведена новая реорганизация. На базе МосУТЭКа и треста «Мосавтожелдор» было создано управление «Мострансэкспедиция».

В целях лучшего использования производственных мощностей и дальнейшего развития автотранспортной отрасли в 1964 году управление авторемзаводов, было передано в подчинение Главмосавтотрансу. Таким образом, в его состав вошли 9 авторемонтных заводов. С присоединением к Главку Управления авторемзаводов к нему перешли также 7 станций техобслуживания. На их базе было создано специализированное производственное объединение «Мосавтотехобслуживание».
В декабре 1965 года на базе небольшого ПКБ было создано проектно-конструкторское бюро Главмосавтотранса.

В 1965 году на базе транспортных агентств в Главке было создано объединение «Мострансагенство». Объединение «Мострансагентство» оказывало населению свыше 40 видов услуг. Среди них – грузовые таксомоторные перевозки, доставка мебели, багажа, переезды на дачи, с квартиры на квартиру и многое другое.

в 1975 году в Главмосавтотрансе было создано объединение «Мосхлебтранс», в состав которого вошли автобазы №21,22,23,24 и 25.

В состав Главмосавтотранса входил Учебно-производственный комбинат, который был создан на базе образованной в 1939 году школы водителей при грузовом автопарке №1. Учебный комбинат ежегодно готовил до 5 тысяч кадров водителей, рабочих и специалистов в области автомобильного транспорта общего пользования.

В 1988 году на базе объединений, предприятий и организаций Главмосавтотранса было создано ММТПО «Мосавтотранс». В 1991 году произошло преобразование ММТПО «Мосавтотранс» в Комитет грузового транспорта и наделение его необходимыми правами и соответствующими полномочиями. В 1992 году на базе приватизированных и арендных предприятий было образовано ОАО МТК «Мосавтотранс». В 1999 году было создано Государственное унитарное предприятие «Мосавтотранс».