W roku 1961 zaprezentowano prototyp zmodyfikowanej Syreny oznaczony jako „104”. Obok kilku modyfikacji, samochód posiadał niezależne tylne zawieszenie wywodzące się z rozwiązania zastosowanego w Syrenie Sport i Syrenie MikrobusAndrzej Bukowski: Zmodernizowana Syrena, „Młody Technik”, 1961, nr 8.. Samochód ten nie wszedł do produkcji, a Syrena do końca produkcji w 1983 posiadała zależne zawieszenie oparte na poprzecznym resorze piórowym i sztywnej belce poprzecznej.
Konstrukcja pojazdu FSO Syrena Sport to dwudrzwiowe coupé z nadwoziem wykonanym z tworzyw sztucznych, opartym na stalowej, samonośnej płycie podłogowej. Źródłem napędu był nowo skonstruowany czterosuwowy, dwucylindrowy, chłodzony powietrzem silnik typu Boxer z aluminiowym korpusem nazwany S16. Żeliwne cylindry, tłoki i zmodyfikowaneArtur Markowski, Marcin Możejko: Syrena Sport – Czas na rekonstrukcję!, „Classicauto”, 2011, nr 56, s. 24-33. aluminiowe głowice były elementami z silnika S03 motocykla SFM Junak. Prototypowy silnik otrzymał osprzęt (gaźniki, zapłon, pompa paliwa) z francuskiego samochodu Panhard Dyna Z i przy pojemności 698 cm³ osiągał moc ok.