I ett uttalande på tisdagen säger GM att bolagets styrelse fattat beslutet på grund av "den förbättrade marknaden för GM under de senaste månaderna, och betydelsen av Opel/Vauxhall för GM:s globala strategi".
GM presenterade tidigare under dagen en ökning i bilförsäljningen i USA med drygt 4 procent i oktober i år jämfört med samma tid förra året.
GM:s omsvängning betyder slutet för planerna på att sälja 55 procent av Opel till kanadensiska bildelstillverkaren Magna, som backats upp av den ryska finanskoncernen Sberbank.
I uttalandet efter tisdagens styrelsemöte i Detroit sade GM att styrelsen beslutat att behålla Opel inom koncernen och ska inleda en ordentlig rekonstruktion av sin europeiska verksamhet.
"GM kommer inom kort att presentera sin omstruktureringsplan för Tyskland och andra regeringar och hoppas att den ska få ett gynnsamt mottagande", sade GM-chefen Fritz Henderson i uttalandet.
GM räknar med att omstruktureringen ska kosta tre miljarder euro (runt 30 miljarder kronor).
GM aviserade inga ändringar i planerna på att sälja Saab.
GM:s beslut att behålla Opel är ett bakslag för den tyska regeringen och dess talesman Ulrich Wilhelm sade i ett uttalande att regeringen "beklagar beslutet". Han tillade att förbundskansler Angela Merkel, på väg hem från ett besök i Washington, har kallat den tyska regeringen till ett extra möte på onsdagen.
Regeringschefen i den tyska delstaten Hessen, Roland Koch, uttryckte ilska över beskedet från GM, och krävde att den amerikanska biljätten omgående betalar tillbaka omställningslån på 1,5 miljarder euro (15 miljarder kronor) som tyska delstatsbanker beviljat.
Magna-chefen Siegfried Wolf konstaterade kort att man förstått att GM dragit slutsatsen att det var i företagets intresse att behålla Opel, och att Magna kommer att fortsätta att stödja de båda bolagen.
Diskussionerna om försäljningen av Opel har böljat fram och tillbaka sedan i februari, och i vågskålen ligger minst 10 500 av runt 50 000 Opeljobb i Europa. Det är så många som Magna har sagt sig vilja skära bort, men GM väntas dra ner mer än så om bilföretaget väljer att behålla tyska Opel.
I början av september verkade affären med Magna vara klar, men sedan dess har EU-kommissionen och flera EU-länder reagerat, och vill veta om den tyska statens stödpaket på 4,5 miljarder euro (cirka 45 miljarder kronor) var villkorat med att just Magna skulle få köpa Opel.
Flera av de andra europeiska länder som har Opelfabriker misstänker att inte bara rent ekonomiska, utan även politiska faktorer legat bakom affären. Bilarbetare i Belgien, Storbritannien, Polen och Spanien har rasat mot uppgifter om att Magna planerat att lägga ner Opelfabriker i dessa länder och behålla fabriker i Tyskland.