К началу войны на вооружении РККА находилось более 104 тыс. машин ЗИС-5. С эвакуацией завода в октябре 1941 г. их сборку перевели в Ульяновск и Миасс, а после возвращения оттуда части оборудования в Москву в июне 1942 г. начался выпуск упрощенного варианта с условной маркировкой ЗИС-5В без передних тормозов и правой фары, с деревянной кабиной, прямоугольными крыльями из низкосортного металла, кузовом без откидных боковых бортов и более простым глушителем. До Дня Победы их построили 66,9 тыс. единиц. Помимо упомянутых выше машин, на их базе выпускали бензозаправщики БЗ-43 и 18-местные санитарные автобусы ЗИС-44, а также перевозили секции деревянного мостового парка ДМП-42.

Созданное на шасси ЗИС-5 удлиненное шасси ЗИС-12 с низким бортовым кузовом и колесной базой, увеличенной с 3810 до 4420 мм, стало основой спаренных зенитных систем калибра 25 мм, съемных осветительных прожекторов 3-15-4 с набором кабелей и блоком управления, крупногабаритных звукоулавливателей ЗТ-5 и теплообнаружителей ТУ-1. На втором длиннобазном шасси ЗИС-11 собирались пожарные автонасосы, состоявшие на вооружении сводных отрядов по борьбе с огнем, входивших в освобожденные города вслед за наступавшей Красной армией. В салонах обычных автобусов ЗИС-8 и ЗИС-16 с форсированным до 85 л.с. мотором размещались места на 12-14 сидячих раненых или 10 носилок, а в 1941 г. появился специальный санитарный вариант ЗИС-16С с упрощенным кузовом. Для перевозки раненых использовались также автобусы на шасси ЗИС-8 (6x2). До 1948 г. в Москве было собрано 532,3 тыс. автомобилей ЗИС-5 и их вариантов.

В декабре 1933 г. начался выпуск грузовика ЗИС 6 (6x4) с 2-ступенчатым редуктором в трансмиссии, главными червячными передачами и вакуумным усилителем в приводе тормозов, развивавшего скорость 55 км/ч. Он стал основным тяжелым автомобилем РККА, который использовался для буксировки орудий и установки фургонов-радиостанций, топливозаправщиков БЗ-35, полевых ремонтных мастерских типа Б (ПМ-5-6), передвижных 30-киловаттных электростанций АЭС-4, прожекторов ПО-15-8, звукоулавливателей ЗТ-5,3-тонных кранов АК-3 и др

Боевая машина БМ-8-48 на шасси ЗИС-6, 6›4,1942 г.

Боевая машина БМ-13-16 на шасси ЗИС-6, 6X4,1941 г.

ЗИС-32, 4X4,1941 г.

Бронеавтомобиль БА-11 на шасси ЗИС-34, 6x4,1940 г.

Главным военным предназначением грузовика ЗИС-6 стала работа в качестве шасси для пусковых установок реактивных снарядов – боевых машин залпового огня, разработанных в Реактивном научно-исследовательском институте (РНИИ). В июне 1939 г. в кузове ЗИС-6 был смонтирован второй образец 24-зарядной установки МУ-2, а в августе – третий вариант М-132 с пакетом из 8 спаренных рельсовых направляющих для пуска 16 снарядов калибра 132 мм. 1 сентября 1939 г., в день начала Второй мировой войны, она сделала первый залп, а на следующий год было построено и испытано 5 таких машин, получивших индекс БМ-13-16. В конце июня 1941 г. на базе РНИИ была сформирована отдельная батарея из 7 боевых машин, которая 14 июля 1941 г. произвела под Оршей первые залпы, изменившие весь дальнейший ход развития военной ракетной техники.

Выпуском установок БМ-13 занимались московский завод «Компрессор» и воронежское предприятие имени Коминтерна. Их монтировали на поворотной металлической ферме, размещенной на шасси ЗИС-6 с защищенной бронелистами кабиной, опорными домкратами и сиденьями для 57 человек боевого расчета . Весной 1942 г. завод «Компрессор» начал устанавливать на этом шасси системы БМ-8-36 и БМ-8-48 для запуска 36 и 48 реактивных снарядов калибра 82 мм. С1943 г. для всех «катюш» использовались иностранные шасси, поступавшие в СССР по ленд-лизу.

Вторым важным направлением военного применения грузовика ЗИС-6 стало создание на его базе тяжелых бронеавтомобилей Первый опытный вариант БА-5, разработанный на ЗИСе и построенный в 1935 г Ижорским заводом близ Ленинграда, имел два поста управления, башню от танка Т-26 с 45-мм пушкой и три пулемета.

В 1936 г. Выксинский завод Горьковской области на шасси ЗИС-6 собрал 52 бронеавтомобиля химической службы БХМ-1 (для заражения и дегазации местности). Самым известным бронеавтомобилем стал БА-11, спроектированный в КБ Ижор-ского завода. Для него использовалось усиленное шасси ЗИС-34, аналогичное ЗИС-6, но укороченное на 350 мм и оснащенное 93-сильным мотором ЗИС-16 с двойной системой зажигания. Машина получила сварной корпус из листов толщиной 4~13 мм, 45-мм пушку и два пулемета, пулестойкие шины, боковые свободно вращавшиеся запасные колеса и съемные гусеницы. Серийное производство БА-11 предполагалось организовать в 1941 г., но война спутала эти планы. В процессе подготовки к производству построили 16 образцов, принимавших участие в боях на Ленинградском фронте.

В 1940 г. был создан опытный бронеавтомобиль БА-11Д с 6-цилиндровым дизелем Д-7 мощностью 96 л.с. Чщ же касается базового грузовика ЗИС-6, то до 15 октября 1941 г их собрали 21,2 тыс. единиц. На переломе 30-40-х гг. на ЗИСе развернулись опытные работы по созданию новых образцов автотехники повышенной проходимости. За основу первого советского серийного 2,5-тонного полноприводного грузовика ЗИС-32 (4x4) был принят опытный образец К1 построенный в Научном автотракторном институте (HATИ на шасси ЗИС-5. Он оснащался двигателями мощностью 73 и 82 л.с, 2-ступенчатой раздаточной коробкой и передним ведущим мостом с шарнирами равных угловых скорости «Рцеппа» (Rzeppa). В 1941 г.было собрано 197 машин ЗИС-32 и лишь 2 экземпляра грузовии ЗИС-З6(6х6)

ЗИС-35,1940 г.

ЗИС-22,1940 г.

ЗИС-42,1942 г.

Самоходная установка ЗИС-41 на шасси ЗИС-22М, 1941 г.

Артиллерийский тягач АТ-8,1943 г.

Более продуктивной оказалась работа над полугусеничными грузовиками. В 1938 г. первым в этом ряду был ЗИС-22 на 73-сильном шасси ЗИС-5, ставший развитием машины НАТИ-ВЗ (вездеход ЗИС), разработанной коллективом НАТИ под руководством Г. А. Сонкина. Автомобиль был снабжен движителями с резинометаллическими лентами, передними и задними фрикционными ведущими катками с цепным приводом. До середины 1940 г. построили около 200 грузовиков ЗИС-22, но их эксплуатация доказала сложность и ненадежность этой конструкции. Примером второго направления развития полугусеничной техники стала машина ЗИС 33, представлявшая собой грузовик ЗИС-5 с упрощенными гусеничными движителями с бортовыми цепными передачами на задние ведущие звездочки непосредственно от колес автомобиля.

В начале 1940 г. их собрали 3,7 тыс. экземпляров, а затем к производству был принят вариант ЗИС-35 с дополнительным задним мостом с ведущими звездочками. Эти вездеходы военных также не удовлетворяли Эскалация Второй мировой войны активизировала работы по созданию более надежных полугусеничных бортовых машин. Новый движитель состоял из двух более узких гусеничных «полулент», соединенных поперечными накладками, что позволило использовать передние ведущие зубчатые колеса с цепным приводом, исключавшие пробуксовку и соскакивание гусениц.