Mazda s’intéresse à la technologie du moteur Wankel et présente un prototype de voiture de sport au salon de Tokyo (JAP) en automne 1964. Il s’agit de la 2e voiture produite avec ce type de motorisation après la NSU Spider.
Un premier moteur Wankel L8A est présenté au salon de Tokyo (JAP) 1963 avec lubrification par carter sec et 2 rotors d’une cylindrée totale de 798 cm3.
La mise au point de la voiture est longue du fait de la nouveauté des solutions techniques adoptées.
Après présentation d’un prototype de 1964 Mazda annonce la version définitive L10A en 1966 pour commercialisation à partir du mois de mai de l’année suivante.
La Cosmo Sport est renommée 110 S pour les marchés export.
Moteur :
Wankel birotor 0810. Cette technologie est développée par l’ingénieur Wankel (D) pour le compte de NSU. Mazda fait l’acquisition des droits en juillet 1961.
Le principe de fonctionnement reprend le cycle à 4 temps avec un rotor tournant dans un boîtier fixe.

L’avantage est un moteur compact et relativement puissant mais avec une consommation élevée.
982 cm3 (2x 491), le carter du rotor est réalisé en aluminium chromé renforcé de carbone. Les rotors sont usinés en fonte et les arbres excentriques en acier au chrome-molybdène. Chaque rotor dispose de 2 ouvertures d’admission alimentées par un carburateur quadruple corps. A bas régime l’alimentation n’utilise que l’une des ouvertures d’admission pour limiter la consommation de carburant. Echappement par une ouverture unique.
110 chevaux SAE à 7000 tours et 13,25 Mkg à 5000 tours.

Transmission :
Mouvement transmis aux roues arrières.
Boîte de vitesse à 4 rapports synchronisés.
Châssis :
Mazda élabore une carrosserie sportive biplace avec avant plongeant grâce au faible encombrement du moteur Wankel. La ligne est due à Heiji Kobayashi et Kenichi Yamamoto. Les Cosmo sont fabriquées manuellement à une cadence d’environ 1 véhicule/jour.



Suspension avant par roues indépendantes à triangles superposés et barre antiroulis.
Suspension arrière par essieu rigide guidé par un pont De Dion et ressorts semi-elliptiques à lames longitudinaux.

Freins :
Disques à l’avant (D.254mm) et tambours à l’arrière (D. 201mm).
Commande hydraulique sans assistance.
Evolution :
1968 : Lancement de la version L10B, Série 2 : Empattement allongé de 15 cm, avant redessiné avec grille de calandre sous les pare-chocs agrandie flanquée de 2 prises d’air mais longueur inchangée.



Moteur 0813 : Puissance portée à 128 chevaux SAE à 7000 tours et 13,6 Mkg à 3500 tours. Mazda utilise des composants moins chers pour la fabrication du bloc amenant le poids du moteur à 122 kg (102 pour la version précédente).
Boîte de vitesses à 5 rapports.
Servofrein.
Jantes 15 pouces.
Participation à la compétition :
Mazda engage la Cosmo 110 S dans différentes épreuves sur route à partir de 1968.
1968 : Marathon de la route, 2 voitures engagées : 4e Gl, Ab. (pont).