Автомобиль ЗИС-5В выпускался с различными специализированными кузовами: санитарный автобус ЗИС-44 с деревянным кузовом на 18 мест, фургоны, автоцистерны. На шасси автомобиля ЗИС-5 монтировали прожекторные и зенитно-артиллерийские установки, походные ремонтные мастерские, а также оборудование для транспортировки понтонов.
Хорошо зарекомендовали себя и трехосные автомобили ЗИС-6 конструкции того же Е.И. Важинского. Они широко использовались в войсках: буксировали артиллерийские орудия, служили базой для бензозаправщиков и походных мастерских по ремонту танков, самолетов, пушек. На них устанавливали звукоулавливатели, передвижные электростанции, оборудование для аэростатов воздушного заграждения, а также (в начальный период войны) установки реактивной артиллерии БМ-13 («катюши»).
Интересна и полугусеничная модель ЗИС-42. Опытные образцы полугусеничного автомобиля НАТИ-ВЗ были созданы еще в предвоенные годы. На их базе конструкторский коллектив ЗИСа спроектировал модель ЗИС-22, выпуску которой помешала война. Затем, уже в военных условиях, заводчане смогли подготовить к производству усовершенствованную модель ЗИС-42. В отличие от модели ЗИС-22 она имела более широкие (415 мм) резино-металлические гусеницы, крутящий момент к которым передавался от ведущих колес не с помощью трения, а посредством принудительного зацепления.
Проектировала модель ЗИС-42 (а позже и ЗИС-42М) группа конструкторов во главе с Г.А. Сонкиным. За создание этой машины он был удостоен Государственной премии СССР. Первая партия автомобилей в сентябре 1942 года поступила на Сталинградский фронт. Они использовались в дивизионной артиллерии и для перевозки грузов в условиях бездорожья. В общей сложности было выпущено 5,3 тысяч автомобилей ЗИС-42 и ЗИС-42М.
Вместо ведущих колес на заднюю ось были установлены две специальные, многокатковые тележки с резинокордными гусеницами. В результате удельное давление, к тому же распределенное равномерно, снижалось до требуемых 0,2 кгс/см2, что обеспечивало уверенное движение по снегу, болоту и песку.
Подобная техника заинтересовала военных, рассчитывавших использовать ее в качестве быстроходных тягачей для буксировки орудий дивизионной и зенитной артиллерии. Упрощалась и проблема насыщения армии вездеходами, при изготовлении которых задействовались большие производственные мощности новых автозаводов.
Уже в 1936 году на базе относительно прочного и надежного 3-тонного грузовика ЗИС-5 по этой схеме построили полугусеничный НАТИ-ВЗ. Некоторые машины участвовали в боях на Карельском перешейке, но показали себя плохо из-за главного недостатка — усилие на гусеницу передавалось от обоих пневматических ведущих колес тележки за счет трения, чего часто недоставало при движении по снегу и грязи. Низкой оказалась и прочность движителя.
Зимой 1940 года в присутствии начальника Главного автобронетанкового управления генерала Д.Г. Павлова провели сравнительные испытания разных вездеходов на снегу глубиной 0,5 м. ЗИС-22 ходили намного лучше других, но тоже ненадежно — ведущие колеса пробуксовывали в обледеневших гусеницах. Тогда по предложению конструктора HATИ А.Ф. Андронова решили применить принудительное (зубчатое) зацепление ведущих колес гусеницами.
Два образца HATИ В32-52 (или ЗИС-22-52) с более мощным двигателем ЗИС-16 (86 л, с.) изготовили весной 1940 года. Осенью и зимой на армейском полигоне провели сравнительные испытания. Отметив определенные недоработки, военные сделали вывод: «Требованиям Красной Армии удовлетворяет ЗИС-22-52 как средний автомобиль высокой проходимости для перевозки грузов по бездорожью и как быстроходный арттягач противотанковой и полковой артиллерии… При устранении указанных недостатков ЗИС-22-52 может быть рекомендован для производства…»
До лета выпустили три тягача, причем один — с укороченной базой (для ожидаемого улучшения маневренности, которая на деле только ухудшилась) — как буксировщик противотанковой и полковой артиллерии, с сиденьями и снарядными ящиками в кузове. Осенью подготовили проект установки на ЗИС-42 реактивных минометов БМ-13 (кстати, через год на полубронированном варианте ЗИС-41 смонтировали 57-мм противотанковую пушку). К октябрю, перед самой эвакуацией завода, ЗИС-42 был почти готов к производству. Вернулись к нему уже весной 1942 года.
Хорошо задуманный и рассчитанный гусеничный движитель, с высокими сцепными и тяговыми характеристиками, при движении по снегу обеспечивал тягу в 2250 кгс. Причем при более мощном 84-сильном двигателе, который устанавливался на ЗИС-42М (не выпускавшийся серийно) и особенно при опытной установке американского «Уайта» (147 л. с.) тяга по снегу возрастала до 3710 кгс, а предельный угол подъема по твердому грунту — до 30°.