ขั้นตอนที่สามจะต้องจัดหาจากบริษัทGlavkosmos ของรัสเซีย ซึ่งรวมถึงการถ่ายโอนเทคโนโลยีและรายละเอียดการออกแบบของเครื่องยนต์ตามข้อตกลงที่ลงนามในปี 1991 ^{[ 10 ]}รัสเซียถอนตัวออกจากข้อตกลงหลังจากที่สหรัฐอเมริกาคัดค้านข้อตกลงดังกล่าวเนื่องจากเป็นการละเมิดระบอบควบคุมเทคโนโลยีขีปนาวุธ (MTCR) ในเดือนพฤษภาคม 1992 ส่งผลให้ ISRO เริ่มโครงการ Cryogenic Upper Stageในเดือนเมษายน 1994 และเริ่มพัฒนาเครื่องยนต์ไครโอเจนิกของตนเอง^{[ 14 ]}มีการลงนามข้อตกลงใหม่กับรัสเซียสำหรับ ขั้นตอนไครโอเจนิก KVD-1 จำนวน 7 ขั้นตอนและขั้นตอนจำลองภาคพื้นดิน 1 ขั้นตอนโดยไม่มีการถ่ายโอนเทคโนโลยี แทนที่จะเป็นขั้นตอนไครโอเจนิก 5 ขั้นตอนพร้อมกับเทคโนโลยีและการออกแบบตามข้อตกลงก่อนหน้านี้^{[ 15 ]}เครื่องยนต์เหล่านี้ถูกใช้สำหรับการบินครั้งแรกและได้รับการตั้งชื่อว่า GSLV Mk I ^{[ 16 ]}

เที่ยวบินแรกของ GSLV คือ GSLV-D1 ใช้ขั้น L40 เที่ยวบินต่อมาของ GSLV ใช้เครื่องยนต์แรงดันสูงในบูสเตอร์เสริมที่เรียกว่า L40H ^{[ 18 ]} GSLV ใช้บูสเตอร์เสริมแบบของเหลว L40H จำนวน 4 ตัว ซึ่งดัดแปลงมาจากขั้นที่สอง L37.5 โดยบรรจุ เชื้อเพลิง ไฮเปอร์โกไลต์ ( UDMHและN2O4 ) 42.6 ตัน เชื้อเพลิงถูกจัดเก็บเรียงกันในถังอิสระ 2 ถังขนาด 2.1 เมตร (6 ฟุต 11 นิ้ว)เครื่องยนต์ใช้ปั๊มป้อนเชื้อเพลิงและสร้าง แรงขับ 760 กิโลนิ ตัน (170,000 ปอนด์)โดยมีระยะเวลาการเผาไหม้ 150 วินาที     

GSLV-D1 ใช้ขั้นตอน S125 ซึ่งบรรจุ เชื้อเพลิงแข็ง 125 ตัน (123 ตันยาว; 138 ตันสั้น)และมีระยะเวลาการเผาไหม้ 100 วินาที การปล่อยจรวดครั้งต่อๆ มาทั้งหมดใช้ขั้นตอน S139 ที่บรรจุเชื้อเพลิงเสริม^{[ 18 ]}ขั้นตอน S139 มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.8 เมตร และมีระยะเวลาการเผาไหม้โดยประมาณ 100 วินาที^{[ 19 ] [ 20 ]} 

สเตจ GS2 ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ Vikasมีเส้นผ่านศูนย์กลาง2.8 เมตร (9 ฟุต 2 นิ้ว ) ^{[ 19 ]}   

ขั้นตอนที่สามของ GSLV Mark II ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์จรวดไครโอเจนิก CE-7.5 ของอินเดีย ในขณะที่ Mark I รุ่นเก่าที่เลิกใช้งานแล้วนั้นขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์KVD-1 ที่ผลิตโดยรัสเซีย โดยใช้ไฮโดรเจนเหลว (LH2 และออกซิเจนเหลว (LOX) ^{[ 21 ]}เครื่องยนต์ไครโอเจนิกของอินเดียถูกสร้างขึ้นที่ศูนย์ระบบขับเคลื่อนของเหลว^{[ 22 ] [ 23 ]}เครื่องยนต์มีแรงขับเริ่มต้นที่75 kN (17,000 lb )แต่สามารถสร้างแรงขับสูงสุดได้ถึง93.1 kN (20,900 lb )ในภารกิจ GSLV-F14 ได้มีการนำขั้นตอน C15 สีขาวใหม่มาใช้ ซึ่งมีกระบวนการผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น คุณสมบัติฉนวนที่ดีขึ้น และการใช้วัสดุน้ำหนักเบา^{[ 24 ]}    

• การประกอบชิ้นส่วนก่อนการบินของจรวด GSLV
• 
  จรวด L40 อยู่ระหว่างการก่อสร้าง
• 
  ระหว่างการประกอบบูสเตอร์ L40 และส่วนแกนกลาง S139 ของจรวด GSLV F-05
• 
  ขั้นตอน GS2 ของGSLV-F16กำลังถูกรวมเข้าด้วยกัน
• 
  การบูรณาการ GS-2
• 
  ชิ้นส่วนระบบทำความเย็นของจรวด GSLV F-14 กำลังถูกขนส่งก่อนการประกอบเข้ากับตัวจรวด
• 
  การประกอบฝาครอบบรรทุกสัมภาระเข้ากับจรวด

เที่ยวบินทดสอบครั้งแรกของ GSLV Mark I มีขั้นแรกหนัก 129 ตัน (S125) และสามารถส่งน้ำหนักประมาณ 1500  กิโลกรัมขึ้นสู่วงโคจรเปลี่ยนผ่านสู่วงโคจรค้างฟ้าได้เที่ยวบินทดสอบครั้งที่สองได้เปลี่ยนขั้น S125 เป็น S139 โดยใช้เครื่องยนต์แข็งแบบเดียวกันที่มีปริมาณเชื้อเพลิง 138 ตัน ความดันในห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์เหลวทั้งหมดได้รับการปรับปรุง ทำให้สามารถใช้เชื้อเพลิงได้มากขึ้นและมีระยะเวลาการเผาไหม้นานขึ้น การปรับปรุงเหล่านี้ทำให้ GSLV สามารถบรรทุก น้ำหนักบรรทุกเพิ่มขึ้นได้อีก 300 กิโลกรัม^{[ 27 ] [ 28 ]}เที่ยวบินปฏิบัติการครั้งที่สี่ของ GSLV Mark I, GSLV-F06, มีขั้นที่สามที่ยาวกว่าเรียกว่า C15 โดยมีปริมาณเชื้อเพลิง 15 ตัน และยังใช้ฝาครอบบรรทุกน้ำหนักขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง4 เมตร^{[ 29 ] [ 30 ]}เที่ยวบินของ GSLV Mark I ใช้เครื่องยนต์ไครโอเจนิกของรัสเซีย^{[ 31 ]}

รุ่นนี้ใช้เครื่องยนต์ไครโอเจนิกของอินเดีย รุ่น CE-7.5 และสามารถส่งน้ำหนัก 2,500  กิโลกรัมขึ้นสู่วงโคจรเปลี่ยนผ่านสู่วงโคจรค้างฟ้าได้

สำหรับการปล่อยจรวดตั้งแต่ปี 2018 ได้มีการพัฒนาเครื่องยนต์ Vikas เวอร์ชันที่มีแรงขับเพิ่มขึ้น 6% โดยได้มีการสาธิตในวันที่ 29 มีนาคม 2018 ใน ขั้นที่สองของการปล่อยจรวด GSAT-6Aและจะนำไปใช้กับเครื่องยนต์ Vikas ทั้งสี่เครื่องในบูสเตอร์ขั้นแรกในภารกิจในอนาคต^{[ 32 ]}

ฝาครอบบรรทุกสัมภาระ Ogive ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 เมตรได้รับการพัฒนาและใช้งานเป็นครั้งแรกใน การปล่อย EOS-03เมื่อวันที่ 12 สิงหาคม 2021 แม้ว่าการปล่อยครั้งนี้จะล้มเหลวเนื่องจากความผิดปกติทางเทคนิคของขั้นบนไครโอเจนิกก็ตาม สิ่งนี้จะช่วยให้ยาน GSLV สามารถรองรับน้ำหนักบรรทุกที่มากขึ้นได้^{[ 33 ]}

ณ เดือนตุลาคม พ.ศ. 2567 ISRO ได้หยุดจำหน่ายจรวด GSLV Mk II แล้ว มีการวางแผนการปล่อยจรวด 8 ครั้งสำหรับ ภารกิจ NVS , ภารกิจIDRSS และ ภารกิจNISAR ^{[ 34 ] [ 35 ]}

โครงการ สาธิตเทคโนโลยีจรวดนำส่งที่ใช้ซ้ำได้ (Reusable Launch Vehicle Technology Demonstration program ) เป็นแนวคิดต้นแบบเครื่องบินอวกาศที่สร้างโดย ISRO สำหรับการทดลองบินกลับสู่วงโคจร (Orbital Return Flight experiment) กำลังอยู่ระหว่างการพัฒนาจรวดนำส่ง GSLV Mk. II เวอร์ชันดัดแปลง โดยเปลี่ยนขั้นไครโอเจนิกด้านบนด้วยขั้น PS-4 จาก PSLV เนื่องจาก RLV ไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานส่วนเกินทั้งหมดที่ผลิตโดย CUS ^{[ 36 ] [ 37 ]}