Первый автобус был выпущен в 1946 г., затем производство нарастало: 80 автобусов в 1947-м, 404 в 1948-м, 472 в 1949-м и 207 в 1950-м. Всего было произведено 1165 автобусов ЗИС-154, однако только осваивавшийся тогда в производстве дизель оказался недоработанным по дымности выхлопа и надёжности, поэтому оснащённые им ЗИС-154 стали объектом серьёзных нареканий. Кроме того, эксплуатационники, привыкшие к максимальной простоте, не были готовы обслуживать такую машину, что привело к сравнительно быстрому снятию автобуса с производства в 1950 году, причём последнюю партию автобусов вынужденно оснастили дефорсированными до 105 л. с. карбюраторными моторами ЗИС-110. С московских маршрутов машину убрали уже в первой половине 1950-х годов. Часть автобусов, уцелевших в автобусных парках других городов, в конце 1950-х годов получила модернизированные двигатели ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206, с которыми они доработали на маршрутах до конца 1960-х годов. Пассажирам очень нравился новый автобус по сравнению с довоенными моделями — главным образом благодаря удобным широким дверным проёмам, очень плавному и комфортному ходу (рессорное подвешивание хорошо проглатывала неровности и в автобусе не трясло даже по плохой дороге), отличному отоплению, вентиляции, а также освещению как в дневное время (большая площадь остекления), так и в ночное. Водители были очень довольны простотой управления, не нужно было постоянно ловить обороты и выжимать сцепление, переключая передачи, так как коробки передач не было, а направление движения — вперёд-назад — переключалось небольшим рычагом слева от водителя. Водить такой автобус было удовольствием, кроме того, водитель меньше уставал. Автобус был очень шумным, при трогании с места ревел, в салоне на задних рядах рёв дизеля был очень навязчивым, скорость он набирал медленно, но в общем по сравнению с довоенными моделями такой автобус был несравнимо комфортней и удобней.