ЗИЛ-111 «Москва» (1956). Первый после переименования завода из ЗИС в ЗИЛ проект «членовоза», правительственного лимузина, должного сменить уже устаревший ЗИС-110. Дизайн «Москвы» разработал Валентин Ростков, в качестве шасси служил ЗИС-110, автомобиль был изготовлен в единственном экземпляре и в серию не пошёл.
ЗИЛ Э134, «Макет №2» (1956). Проект военного тягача. Формула 8x8 позволяла обеспечить проходимость, сравнимую с гусеничными тягачами, а резиновые шины — ездить по обычным дорогам. Все было три образца с разными кузовами, этот, второй, был амфибией, развивавшей на плаву скорость до 6 км/ч. Существовал в единственном экземпляре.
ЗИЛ-129Б (1958). Проект городского автобуса на шасси туристического ЗИЛ/ЗИС-127. В отличие от туристического собрата, в серию так и не пошёл.
ЗИЛ-159 (1958). Ещё один опытный автобус, должный заменить модель ЗИЛ-158. В серию он так и не пошёл не из-за недостатков конструкции, а из-за бюрократических проволочек. Было решено свернуть автобусное производство на ЗИЛе и передать его на ЛИАЗ.
ЗИЛ Э169А (1964). Первая попытка сделать бескапотник, альтернативный ЗИЛу-130 проект. Разрабатывались машины параллельно, но 130-й выиграл этот своеобразные тендер, попав в итоге в серию. Бескапотные наработки не пропали впустую — впоследствии именно от 169-го оттолкнулись «КамАЗы».
ЗИЛ 3Э169А (1969). Собственно, вот и «прото-КамАЗ». Наследником этой машины стал ЗИЛ-170, а его производство уже передали в Набережные Челны на новый советский автозавод. Который, в отличие от «родителя», существует до сих пор.
ЗИС-132С (1964). Попытка сделать вездеход-тягач с высокоэластичным движителем. Кабина взята от ЗИЛ-164. Машина оказалась крайне тяжёлой, трудно поддающейся управлению и и не оправдывающей себя. От дальнейшей разработки отказались.
ЗИЛ-135П «Дельфин» (1965). Военно-транспортная амфибия на базе ЗИЛ-135К. Изначально планировалась как самоходные понтон для наведения переправ, затем перепрофилировалась в универсальное средство вроде невооружённого БМП, но в серию в итоге так и не пошла.
ЗИЛ-130Г (1970). В чертах этой стеклопластиковой кабины узнаётся обычный ЗИЛ-130. Автомобиль был попыткой редизайна «классики», а в итоге прошёл испытания в ходе Каракумского автопробега 1971 года (снимок как раз оттуда) и в серию не попал.
ЗИЛ-4305 «Чебурашка» (1983). Внутризаводской фургон, довольно редко выезжавший за пределы производственного комплекса. Также использовался для доставки запчастей с отдалённых филиалов завода и для перевозки спецгрузов в Кремль. Интересно, что его шасси — от легкового представительского ЗИЛ-4304, а кабина — от гигантского 131-го.
