Научный автотракторный институт (НАТИ) построил и испытал в 1936—1938 годах опытную полугусеничную машину — ЗИС-22. Модернизированный ее образец — ЗИС-22М в 1939 году был выпущен в небольшом количестве. Работу над дальнейшим усовершенствованием этой машины прервала война и последовавшая вслед за этим эвакуация завода.
В сентябре 1942 года, когда Московский автозавод уже снова строил автомобили, начался серийный выпуск полугусеничных грузовиков ЗИС-42 и ЗИС-42М, которые испытывались еще в 1940 году. От своего предшественника ЗИС-22 новая машина отличалась более широкими гусеницами (415 мм вместо 390 мм) и увеличенным дорожным просветом (39,5 см вместо 32 см). Гусеничная лента имела в отличие от ЗИС-22 принудительное зацепление и поэтому не пробуксовывала. Возросла прочность ходовой части. Более емкими стали баки. Выпуск машин ЗИС-42 был прекращен в 1943 году.
На автомобиле устанавливался двигатель ЗИС-5М (76 л. с.) с радиатором повышенного заправочного объема. Запас топлива в четырех баках составлял 300 л.
Гусеничный движитель имел раму. На концах ее между боковинами спереди размещалось ведущее колесо, а сзади — направляющее (ленивец). Между ними была балансирно подвешена система из четырех катков, закрытая кожухом. Весь движитель был подвешен балансирно на полуосях заднего моста. Привод ведущего колеса осуществлялся цепью Галля от звездочки на полуоси.
Гусеничная лента имела общую ширину 415 мм, рабочую — 360 мм. Она представляла собой резинотканевую ленту с резиновыми башмаками и металлическими накладками (элементами зацепления и направления). Среднее удельное давление гусеницы на грунт (при погружении на 100 мм) составляло 0,3 кг/см².
Для облегчения движения по снегу и защиты передней оси от повреждений под ней устанавливался поддон. Сверху он прикрывался кожухом. При езде по глубокой снежной целине и вязкому болоту использовались лыжи, которые монтировали на передние колеса. Их среднее удельное давление на грунт (при погружении на 100 мм) составляло 0,12 кг/см².
В 1944 г. выпускался модернизированный автомобиль ЗИС-42М. Он имел двигатель типа ЗИС-16 (85 л. с). Радиатор и фары прикрывались решеткой от повреждений при езде по мелколесью и кустарнику. В конце года производство машины было прекращено.
Всего в 1942—1944 гг. был изготовлен 5931 автомобиль ЗИС-42 и ЗИС-42М.
Эти автомобили поступали на фронт, где использовались, в частности, как артиллерийские тягачи. На базе ЗИС-42 разрабатывалась самоходная 37-мм зенитная установка.
