В 1950-е годы автомобили ЗИС-151 являлись основными средними грузовиками всех видов Вооруженных Сил СССР и стран Варшавского договора. Они имели всего несколько исполнений военного назначения. Базовые грузовые версии ЗИС-151 снабжались кабинами с круглым наблюдательным люком в крыше и деревянными решетчатыми кузовами с продольными откидными скамьями для перевозки воинских грузов или размещения 16 – 20 солдат, а также имели заднее сцепное приспособление для буксировки прицепов и различных орудий калибра до 152 мм. Специально для работы с ними выпускались двухосные прицепы ИАПЗ-754В, ТМЗ-802, ГКБ-83011 и другие. Серийный грузовик с экранированным электрооборудованием, носивший индекс 151Д, применялся в Войсках связи и в РВСН, а на экспорт в тропические страны поставлялся вариант 151Ю. Для перевозки специальных военных грузов, мощных боеприпасов и радиационных материалов бортовые машины ЗИС-151 и прицепы к ним проходили дооборудование в соответствии с особыми требованиями к их хранению, транспортировке и погрузочно-разгрузочным операциям. Для их перевозки служили специальные металлические контейнеры, крепившиеся на грузовой платформе с тентом прочными цепными или тросовыми стяжками. Тент снабжался продольными, а не обычными поперечными съемными дугами, сокращавшими время их установки и демонтажа. Все автомобили оснащались также цепями заземления, висевшими под их рамами.

Шасси с кабиной для установки специального оборудования имели обозначения 121 без лебедки и 121А с лебедкой. На них монтировали многочисленные типы фургонов, автоцистерн, заправщиков и мастерских, различное специальное и инженерное оборудование, несколько типов новых систем залпового огня, а также принципиально новые виды подвижных средств для обслуживания ракетных комплексов. В 1951 – 1958 годах завод собирал также 110-сильное спецшасси 151П с коробкой отбора мощности для привода противопожарного и иного оснащения. В 1952 – 1955 годах выпускался 95-сильный седельный тягач 121Б с лебедкой и экранированным электрооборудованием для буксировки полуприцепов полной массой до 6,1 т, а с 1955 года в производстве находился его вариант 121Д с 110-сильным двигателем и увеличенной на 1100 кг допустимой нагрузкой на сцепное устройство (до 7,2 т). В советской военной литературе последний автомобиль иногда обозначался как ЗИС-151В. Такие тягачи с армейскими одноосными полуприцепами ОдАЗ-778 и их специальными версиями служили для транспортировки ракет, обслуживания и перезарядки ракетных комплексов. С использованием шасси и агрегатов ЗИС-151 были созданы плавающие грузовики ЗИС-485, полугусеничные транспортеры-тягачи ЗИС-153 и ряд перспективных опытных образцов. На специальной укороченной ходовой части (шасси) ЗИС-123 базировались первые советские трехосные бронетранспортеры БТР-152, которые, в свою очередь, оказали влияние и на дальнейшее совершенствование грузовиков. В 1949 году, то есть в начальной стадии производства ЗИС-151, на его шасси был построен еще один экспериментальный грузовик с цельнометаллической кабиной и задними мостами с односкатными колесами и расширенными шинами размером 9,00 – 20 от первых бронемашин БТР-152. Некоторое развитие он получил в начале 1950-х.

Во всех видах Советских Вооруженных Сил более мощные полноприводные автомобили ЗИС-151 сразу же стали основной базой многочисленных военных видов специальной техники среднего класса, впервые разработанной в СССР. На них монтировали новые обитаемые кузова-фургоны с оснащением систем связи, первыми радиолокационными станциями и полевыми мастерскими, различные заправщики, новую инженерную, химическую и боевую технику. Для размещения специального оборудования с конца 1940-х годов использовались кузова СК, представлявшие собой доработанные американские каркасно-деревянные конструкции ST6 военных пор. В 1950 – 1952 годах завод № 38 разработал новые каркасно-металлические кузова СН, впервые получившие характерные боковые пологие скосы крыши. С 1955 года их сборкой занимался военный завод п/я 4111 – будущий Московский завод специализированных автомобилей (МЗСА). Более широко на ЗИС-151 использовались типовые каркасно-деревянные кузова КУНГ-1 и КУНГ-1М с высокими полукруглыми крышами. Их разработкой с 1953 года занималось СКБ при ЦПКБ мебели Минлесдревпрома СССР, а выпуск был налажен в 1954 году на Шумерлинском деревообрабатывающем комбинате Чувашской АССР.

ЗИС-151 с деревянным кузовом КУНГ-1М для радиорелейной станции Р-400. 1952 год.

В условиях начавшейся «холодной войны» и с появления новых видов вооружения, включая ядерное, на автомобили ЗИС-151 пришлась начальная фаза активного формирования принципиально новой специальной автотехники среднего класса, входившей в первые отечественные комплексы средств наземного технологического оборудования для обслуживания и обеспечения ракетных систем стационарного базирования. Первый этап создания такой автотехники относится к 1947 – 1952 годам, когда на основе немецких ракет V-2 (Фау-2) проводились разработки и запуски первых отечественных баллистических систем Р-1 и Р-2. К середине 1950-х годов из двадцати наименований специальной автомобильной техники, работавшей на вспомогательных операциях и на стартовых позициях, большинство машин базировалось на шасси ЗИС-151. Это были специальные заправщики ракетным топливом, машины для автономных и горизонтальных испытаний ракет, водообмывочные и бензоэлектрические агрегаты, а также компрессорные станции, средства связи и управления. Для транспортировки ракет на стартовую позицию и их перезаряжания использовались как одиночные грузовики ЗИС-151, так и специальные автопоезда с седельными тягачами на их базе.

За весьма короткий послевоенный период более мощное и грузоподъемное шасси ЗИС-151 со специальными кузовами-фургонами КУНГ и экранированным электрооборудованием было широко востребовано в Советских Вооруженных Силах для монтажа семейства новых более тяжелых и мощных систем связи и обнаружения – радиостанций разного уровня и радиолокационных комплексов. Одной из первых на автомобилях ЗИС-151 с кузовами СК монтировалась ламповая радиостанция РАТ Генерального штаба, разработанная еще в середине 1930-х годов и устанавливавшаяся также на шасси «Студебекер».

РАС «Чернослив» – ультракоротковолновая радиостанция на двух автомобилях ЗИС-151 с кузовами СК или СН. Разработана в 1947 – 1949 годах и выпускалась с 1950 года. Служила для обеспечения телефонной радиосвязи наземных радиостанций с самолетами и наземной связи между штабами авиационных дивизий и полкой. В автомобильных деревянных фургонах размещались аппаратная с дискоконусной антенной и электростанция. Дальность действия станции находилась в пределах дальности 90 – 350 км и на высоте до 10 км.

Р-118 «Синица» – автомобильная коротковолновая ламповая радиостанция средней мощности на шасси ЗИС-151Д, разработанная на ленинградском заводе № 210 и принятая на вооружение в 1951 году. Принадлежала к многочисленному семейству радиостанций Р-118, выпускавшихся в 1950 – 1970-е годы в нескольких исполнениях, включая автомобильные. Станция предназначалась для обеспечения связи в радиосетях оперативно-тактического и тактического звена управления войсками с различными наземными и самолетными радиостанциями. Она поддерживала радиосвязь на стоянке или в движении, могла работать в системе узлов связи подвижных пунктов управления или автономно, в телефонном, телеграфном, буквопечатающем режиме или по кабельным линиям длиной до 15 км. Дальность радиосвязи в разных режимах – от 30 до 100 км.