ЗиЛ 130 Опытный (2 серия, 1957) – второй прототип целого семейства грузовиков 130-ой серии. От первого прототипа машина отличалась довольно серьёзно, в частности дизайном и конструкцией кабины, оперения, радиаторной решётки, массивного переднего бампера.

ЗиЛ ПКУ-1 (1965) – прототип вездехода с уникальным движителем на пневмобаллонах, собранных в единую гусеницу. Машина отличалась отличной проходимостью по болотам и снегу. Грузоподъемность составляла 1,5 тонны, максимальная скорость по снегу – 18 км/ч, в некоторых источниках известен также как ПКТс-1.

ЗИЛ «Чебурашка» – шуточное, внутризаводское название серии легких грузовиков, создававшихся на базе правительственных лимузинов для доставки топлива во время испытательных пробегов, запчастей с заводов-поставщиков на ЗиЛ, перевозки грузов для Гаража Особого Назначения, других нужд завода. Первый такой грузовик был создан на базе бронированного ЗИС-115, который лишился бронированного кузова, обзавелся кабиной от ЗИЛ-157 и легкой грузовой платформой с одним откидным бортом. Грузоподъемность машины составляла ~1500 кг, а максимальная скорость с полной загрузкой порядка 120 км/ч!

ЗиЛ-159 (1959) – опытный городской автобус, который должен был сменить на улицах крупных советских городов, откровенно устаревший к концу 50-ых годов ЗиЛ-158. Машина отличалась от предшественника увеличенной вместимостью, тремя рядами сидений в салоне (два справа, одно слева), увеличенными площадками для приёма пассажиров и задним расположением двигателя.

ЗиЛ-Э167 (1963) – экспериментальный колесный вездеход повышенной проходимости, разработанный для применения в условиях полного бездорожья при неблагоприятной климатической обстановке. Машина создавалась с применением узлов и агрегатов от практически готового к тому времени шасси «135Л», рама которого была дополнительно усилена.

ЗиЛ-111 «Москва» Опытный (1956) — первый прототип нового семейства правительственных лимузинов, пришедшего на смену ЗиС-110. Создан в двух экземплярах по проекту конструктора Росткова (неофициально опытный образец именовался ЗиС-111), выставлялся на ВДНХ в 1956-м году, однако большого интереса у целевой аудитории не вызвал. Дело в том, что дизайн машины создавался с оглядкой на американский автопром в 1955-м году, к моменту презентации в 1956-м американцы полностью сменили направление дизайна собственных автомобилей и в результате «Москва» выглядела устаревшей.

ЗИЛ-169 — под этим индексом в 1977-79 гг. было создано несколько протипов будущего ЗИЛ-4331, который должен был прийти на смену стотридцатому ЗИЛу.

ЗИЛ-4102 — перспективный лимузин, который должен был заменить устаревший пятиместный седан ЗИЛ-41041. В 1988 году шестой цех ЗИЛа изготовил два опытных образца автомобиля. Принципиальное отличие новой модели от других советских лимузинов заключалось в отсутствии рамы, в связи с этим, конструкторам ЗИЛа пришлось проделать огромную работу над уменьшением вибраций несущего кузова. Новый седан был на полметра длиннее «Волги», и весил на полтонны меньше, чем ЗИЛ-41041. Панели крыши и пола, крышка багажника, капот и бамперы были сделаны из стеклопластика.

В 1957 году, конструктором В. Родионовым был собран трековый ЗИЛ-112/4. Автомобиль базировался на раме из швеллеров с Х-образной поперечиной, кузов оригинальной аэродинамической формы (в нем уже угадывались очертания будущего ЗИЛ-112С 1961 года), состоящий из трех частей, был изготовлен совместно с НИИПМ — Научно-Исследовательским Институтом Пластических Масс. Соответственно, и материалом кузова послужила полиэфирная смола, армированная стекловолокном, в итоге масса кузова составляла всего 65 кг.