Обновленный грузовик ЗИЛ-157 не устраивал военных из-за малой грузоподъемности и недостаточные тяговые возможности для буксировки артиллерийских систем. Поэтому одновременно с разработкой ЗИЛ-157 проводились работы по созданию нового грузовикам с индексом ЗИС-128
Первые опытные образцы ЗИС-128 были построены в 1954-1955 годах. На опытные образцы ставились различные двигатели, в том числе серийный ЗИС-485 мощностью 110 л.с.
С появлением новых двигателей ЗИЛ-120ВК с мощностью 125 л.с., синхронизированной коробки передач, гидроусилителя руля на смену ЗИЛ-157 подготовили новый грузовик ЗИЛ-165
Первые опытные образцы ЗИЛ-165 были построены в 1958-1959 годах
Однако на автомобили ЗИС-128 также было решено устанавливать новые V-образные двигатели. Так появился новый проект ЗИС-131, которые в дальнейшем был переименован в ЗИЛ-131
Считать ЗИЛ-165 прототипом ЗИЛ-131 неверно, т.к. назначение автомобилей было различным несмотря на много общего
В конце 1956 года были построены первые опытные образцы ЗИЛ-131. Они были оборудованы V-образными двигателями мощностью 150 л.с.
В дальнейшем разработку ЗИЛ-165 прекратили в пользу объединенного проекта ЗИЛ-131
При выборе кабины для начальства была разработана двусторонний макет кабины. С одной стороны было оперение ЗИЛ-130 с другой ЗИЛ-131
Первую промышленную партию ЗИЛ-131 создали в 1966 году. Более устойчивое производство развернули во второй половине 1967 года
В 1968 году на заводе ЗИЛ был построен опытный образец ЗИЛ-131 с плоскими ветровыми стеклами
В 1977 году в опытном порядке начали устанавливать на грузовики дизельные двигатели ЯМЗ-642, а в 1979 году Вальмер-411BS, но такие варианты так и остались экспериментами
В 1983 году были построены опытные образцы с интегральным оперением и плоскими стеклами ЗИЛ-Э131
В 1981 году в Чите началось производство северной модификации грузовика ЗИЛ-131С. В 1986 году это производство перенесли в Москву
Также в 1962 году был разработан самосвал ЗИЛ-133С с предварительным подъемом кузова
В 1969 году на Московском автомобильном заводе было разработано оборудование для самококапывания для грузовика ЗИЛ-131 шифр "Периметр"
Экспериментальным цехом ЗИЛ в 1970 году было построено два опытных образца лесовоза ЗИЛ-131Л
Производство автомобилей на Московском автомобильном заводе продолжалось до 2002 года. Всего было изготовлено 998 429 экземпляров грузовика ЗИЛ-131
