С конца пятидесятых годов коллектив Специального конструкторского бюро ЗИЛ во главе с В.А. Грачевым занимался разработкой ряда вездеходов семейства ЗИЛ-135. Этот проект отнимал все силы, из-за чего приступить к проектированию новой машины удалось буквально за несколько недель до конца выделенного времени. Работы по новому проекту стартовали только в ноябре 1962 года. Несмотря на подобные затруднения, инженеры и специалисты с производства смогли подготовить новый проект и построить требуемый опытный образец в установленные сроки.
Новый проект вездехода для народного хозяйства получил рабочее обозначение ЗИЛ-Э167. Столкнувшись с недостатком времени, конструкторы СКБ ЗИЛ были вынуждены строить новый макетный образец машины сверхвысокой проходимости на основе максимально возможного количества готовых комплектующих, заимствованных у другой техники. При этом основным источником узлов и агрегатов стала машина ЗИЛ-135Л, запчасти которой составляли примерно две трети новой ЗИЛ-Э167. Оставшаяся треть агрегатов либо заимствовалась в других проектах, либо разрабатывалась заново.
В качестве основы для нового вездехода ЗИЛ-Э167 была использована доработанная рама от машины ЗИЛ-135Л. На ней появились несколько дополнительных поперечных балок и косынок, повысивших жесткость конструкции. Оригинальным образом была решена проблема защиты агрегатов от внешнего воздействия и размещения полезных объемов. Вместо цельного корпуса под рамой разместили несколько стальных листов, выполнявших функции днища. Сверху на раме находилась кабина экипажа, за которой установили корпус с грузопассажирской кабиной и моторным отсеком.
ЗИЛ-Э167 оснащался сразу двумя мощнейшими двигателями – V-образными бензиновыми ЗИЛ-375 с предпусковыми подогревателями и рабочим объёмом по шесть литров каждый. Машина была экспериментальной, поэтому не сочли лишней и автоматическую гидромеханическую коробку передач. Максимальная скорость машины составляла 75 километров в час, а грузоподъёмность – 5 тонн. При бешеном расходе топлива около ста литров на сто километров ЗИЛ-Э167 имел приличный запас хода, потому что оснащался сразу несколькими бензобаками. Комфорт салона был весьма относителен, но с уверенностью можно сказать, что мёрзнуть ни водителю, ни пассажирам не приходилось: внутри было два отопителя, работавших с помощью тепла жидкостного охлаждения двигателей, дополнительно была установлена дровяная алюминиевая печь.
Уникальный вездеход длиной 9,4 м и полной массой 17 т развивал скорость на шоссе 75 км/ч, преодолевал продольный подъем крутизной до 42? и форсировал 1,8-метровый брод. Изучив эти результаты, Министерство обороны планировало заказать две машины для своих целей, но построить второй образец и тем более развернуть выпуск столь сложной и дорогой машины не удалось.