К началу Великой Отечественной войны советская автомобильная промышленность располагала отработанной конструкцией трёхтонного грузовика ЗИС-5 — машины, ведшей свою родословную от лицензионного американского Autocar, но за годы производства претерпевшей множество изменений. ЗИС-5 и его более лёгкий собрат ГАЗ-АА стали транспортным хребтом Красной армии. Однако опыт первых зим войны выявил их главный недостаток: на заснеженных дорогах и в весеннюю распутицу обычные грузовики с колёсной формулой 4х2 оказывались практически беспомощны
Проблема была не новой. Ещё в конце 1930-х годов в СССР предпринимались попытки создать полугусеничные модификации серийных грузовиков. ЗИС-22 и ГАЗ-60, выпускавшиеся в 1938–1940 годах небольшими сериями, позволили накопить опыт, но в серию не пошли. Однако к 1942 году положение на фронтах требовало массового транспортного средства, способного работать в условиях бездорожья. Так появился ЗИС-42 — полугусеничный грузовик, унифицированный с базовой моделью настолько, насколько позволяла специфика конструкции.
Машина сохранила кабину, передний мост и двигатель от ЗИС-5. Рядный шестицилиндровый мотор рабочим объёмом 5555 куб. см развивал 73 лошадиные силы. На модификации ЗИС-42М, выпускавшейся в 1942–1943 годах, двигатель заменили на более мощный — 85 л.с. от автобуса ЗИС-16. Задний мост демонтировали, вместо него установили гусеничный движитель с резинометаллическими траками шириной 415 мм. Передние колёса оставались управляемыми, как у обычного грузовика. Такое решение позволяло сохранить преемственность с базовой моделью и упрощало производство.
Внешне ЗИС-42 легко отличить от ЗИС-5 по характерным гусеничным тележкам и увеличенным до 300 литров топливным бакам — расход бензина достигал 55–60 литров на 100 км по шоссе, а на бездорожье был ещё выше. Максимальная скорость составляла 35 км/ч у базовой версии и 45 км/ч у модернизированной. Грузоподъёмность машины снизилась по сравнению с колёсным прототипом, но в условиях, где обычный грузовик не проходил вовсе, это считалось приемлемой платой.
Военное время диктовало свои требования к производству. С осени 1941 года московский завод ЗИС эвакуировали на восток — в Ульяновск, Миасс и на Урал. Выпуск ЗИС-42 развернули на этих площадках. В ходе производства отказывались от второстепенных деталей: правой фары, стеклоочистителей, бамперов. Дефицит металла заставлял использовать древесину для элементов кабины. Всего с 1942 по 1944 год собрали 5931 полугусеничный грузовик — цифра, скромная на фоне более чем полумиллиона обычных ЗИС-5, но достаточная, чтобы эти машины стали заметным явлением на дорогах военного времени.
Назначение ЗИС-42 определялось его конструкцией. Машина предназначалась для работы в условиях, где колёсная техника оказывалась бессильна: глубокий снег, весенняя распутица, песчаные участки. Армия использовала его как транспортное средство и артиллерийский тягач. Однако ожидания полностью не оправдались. Полугусеничная схема, при всей её проходимости, имела серьёзные недостатки. Машина оказалась тяжёлой для рыхлого снега, гусеницы забивались, управляемость на скользких покрытиях оставляла желать лучшего. Расход топлива и сложность обслуживания в полевых условиях также вызывали нарекания.
Опыт эксплуатации ЗИС-42 показал, что полугусеничная схема на базе обычного грузовика — компромисс, дающий выигрыш в проходимости ценой серьёзных потерь в других характеристиках. После окончания войны советское военное ведомство отказалось от дальнейшего развития этого направления. В отличие от Германии, где полугусеничные бронетранспортёры стали важным классом боевой техники, и США, широко применявших подобные машины, СССР сосредоточился на создании полноприводных колёсных грузовиков и специализированных гусеничных тягачей.
Последние ЗИС-42 эксплуатировались в народном хозяйстве вплоть до начала 1960-х годов. Их можно было встретить на лесозаготовках, в геологических партиях, на удалённых строительных объектах — везде, где требовалась проходимость, но не было средств на более совершенную технику.