Хотя ЗИЛ-157 был бензиновым автомобилем и никогда не оснащался дизельным двигателем, Грачев действительно рассматривал возможность использования дизельного двигателя при разработке этого военного автомобиля.
С другой стороны, совместить дизельный двигатель с коробкой передач ЗИЛ-157 было несложно, но на момент проектирования грузовика дизельный двигатель был неадекватен и подвержен сильной вибрации и тряске, что отрицательно сказывалось как на водителе, так и на общей надежности грузовика. Кроме того, бензин в СССР был дешевым, а автомобилей было относительно немного, особенно тех, которые в настоящее время являются основными потребителями бензина. В результате был выбран четырехтактный шестицилиндровый двигатель. Объем двигателя составлял 5,56 литра. Мощность двигателя составляла 104 л.с., но при модернизации в 1978 году была увеличена до 110 л.с. Двигатель ЗИЛ-157 отличался хорошей топливной экономичностью, но модернизация 1978 года несколько снизила расход бензина. Усовершенствован