На внешней стороне колеса находилась большая ведомая звездочка (23 зуба) цепного привода (передаточное число — 1,769) от каждой полуоси заднего моста. В задней части тележки устанавливалось направляющее колесо — ленивец (вместо зубчатого венца — гладкое кольцо, охватываемое плицами гусениц), с помощью которого натягивалась лента. Между боковинами почти посередине рамки тележки была балансирно подвешена каретка с четырьмя двойными опорными обрезиненными катками-бегунками диаметром 240 мм, попарно и тоже балансирно связанными между собой траверсами с каждым рычагом каретки. Это обеспечивало гусенице хорошую приспособляемость к неровностям пути, позволяя на снежной целине реализовать тягу до 2250 кгс, ограниченную только мощностью двигателя. На верхней части рамки движителя жестко устанавливался поддерживающий ролик. Снаружи цепная передача, сильно выступающая за габариты тележки, закрывалась защитным стальным кожухом, который при эксплуатации часто деформировался.

Для уменьшения потерь при движении по глубокому снегу и болоту на передние колеса могли надеваться стальные лыжи коробчатого сечения длиной 1100 мм и шириной 410 мм, закрепляемые на шинах цепями с резьбовыми тендерами. Одновременно для облегчения движения по глубоким колеям и для предварительного уплотнения глубокого снега под передней осью размещался жесткий поддон, закрепленный на первой трубчатой поперечине рамы и на балке переднего моста. От попадания снега наверх он защищался кожухом. На раме было предусмотрено место для установки лебедки, которую спроектировать не успели. Во избежание перегрева двигателя применялся увеличенный радиатор от ЗИС-6.

Кроме штатного бензобака ЗИС-5 (60 л), расположенного под сиденьем, дополнительно под платформой разместили еще три бака — всего на 300 л. Грузовую платформу подняли на 130 мм. Для предохранения от ударов движителей при езде по сильно пересеченной местности с каждой ее стороны по углам устанавливались четыре ограничительных ролика. Предусматривалось оборудование платформы боковыми скамейками и тентом (внедрено позже).

Эвакуация завода на восток прервала все работы над новой автомобильной техникой, в том числе и над ЗИС-42. Однако в связи с решением в начале 1942 года о восстановлении производства автомобилей ЗИС-5 в Москве вернулись и к вопросу об организации на нем выпуска вездеходов, еще более необходимых армии. Артиллеристы, как основные заказчики тягачей, настояли на возобновлении производства именно ЗИС-42, а не более надежного и выносливого полноприводного ЗИС-32, также показавшего хорошие результаты по проходимости (особенно с цепями на шинах), в том числе при буксировке по снегу 122-мм гаубицы. Но специалистам уже тогда было ясно, что на базе малопригодного к работе с перегрузками автомобиля ЗИС-5, не имеющего достаточных запасов прочности и мощности, полноценного армейского тягача для работы в тяжелых фронтовых условиях не получится.

Тем не менее, в апреле 1942 года по весенней распутице провели еще одни как бы контрольные испытания (руководил ими заместитель начальника артиллерии Красной Армии) эталонного образца ЗИС-42 выпуска 1941 года с двигателем ЗИС-16 (правда, он развивал не более 80 л.с.), буксировавшего 122-мм гаубицу М-30 с передком (полная масса — 2900 кг). В кузове находился груз 2 т — половина боекомплекта и 8 человек расчета. Пробег был слишком небольшой, чтобы сделать объективные выводы — 30 км по бездорожью и 96 км по дорогам с твердым покрытием. Были получены следующие результаты: средняя скорость движения по шоссе — 27 — 30 км/ч, по грязному проселку— 19 км/ч, по бездорожью— 10 км/ч при расходе топлива 210 л (по шоссе — до 118 л). Свободно преодолевались канавы шириной до 1,5 м и глубиной до 0,6 м, а также рытвины, воронки, мокрый луг и подъемы (с прицепом) до 10° (мало!). Военные остались в целом довольны машиной: проходимость хорошая, поломок нет, двигатель не греется. Видимо с их подачи, к удивлению заводчан, за создание ЗИС-42 Г.А.Сонкин тут же получил Сталинскую премию (единолично).

К идее создания полугусеничной армейской тяговой и транспортной машины на базе массового автомобильного шасси в начале 1942 года неожиданно проявил интерес и главный конструктор артиллерийского завода № 92 им.Сталина В.Г.Грабин. Возглавляемый им коллектив, используя каким-то образом добытое опытное шасси ЗИС-22М выпуска лета 1941 года, построил полубронированную (кабина, орудие, мотор) САУ ЗИС-41 (не путать с одноименным газогенераторным грузовиком московского автозавода). Ее 57-мм противотанковая пушка ЗИС-2 размещалась на полноповоротной тумбе на открытой платформе за кабиной. ЗИС-41 испытывался в весеннюю распутицу 1942 года в окрестностях г.Горького также и в качестве артиллерийского тягача (со снятой пушкой), имея на прицепе 122-мм гаубицу М-30 с передком и груз на платформе: 10 человек расчета и боекомплект из 80 снарядов.

Полугусеничный автомобиль ЗИС-42 образца 1942 года

Результаты были отрицательными: перегрев неудачно забронированного двигателя с радиатором от ЗИС-101, большой радиус поворота на снежной целине и заболоченном грунте из-за глубокого колесообразования(масса машины заметно возросла). Но особых поломок не было (жидкая грязь всегда создает щадящие условия на испытаниях), а указанные недостатки считались устранимыми. Поэтому ЗИС-41, точнее его беспушечный вариант ЗИС-22МБ, был признан пригодным для буксировки 122-мм гаубиц. Однако бронировка передней части машины, оправданная на противотанковой САУ, теряла свою актуальность на тягаче, перегружая его передний мост и тем самым снижая подвижность, а также вызывая проблемы с охлаждением двигателя. Поэтому инициатива завода № 92 не имела продолжения, к тому же она расходилась с производственной направленностью предприятия.

На ЗИСе в течение весны — лета 1942 года был завершен необходимый технологический цикл подготовки ЗИС-42 к производству применительно к жестким условиям войны. В конце сентября первая промышленная партия — девять упрощенных, по сравнению с эталоном, машин с двигателями ЗИС-5 Миасского автомоторного завода (мощностью фактически не более 69 л.с.) — была отправлена под Сталинград. Для помощи в освоении новой техники, обучении правильной ее эксплуатации, а также для сбора информации о результатах боевого применения сюда же командировали конструктора А.Ф.Андронова. ЗИС-42 в основном использовались как тягачи для 85-мм пушек 52К в отдельных зенитных артиллерийских дивизионах (ОЗАД), решавших задачи противотанковой обороны. В дальнейшем число ОЗАД довели до шести, по 16 ЗИС-42 в каждом. Применение новых машин непрерывно расширялось, росло и производство: до конца года было выпущено уже 752 ЗИС-42 с темпом сборки до 7 — 8 машин в сутки.

В первую очередь их направляли на Западный, Северо-Западный, Волховский и Карельский фронты, где они показали хорошую подвижность по рыхлому снегу глубиной 0,55 — 0,6 м, а по фирну— свыше 1 м, чему, кстати, способствовала и низкая скорость движения машины—снег, будучи уплотненным, успевал смерзаться. Использование ЗИС-42 на этих фронтах в качестве тягача для буксировки 76-мм дивизионных пушек Ф-22УСВ, ЗИС-З, 122-мм гаубиц и других артсистем массой до 3000 кг оказалось достаточно эффективным и поэтому оправданным. Изначально недостаточными были только приемистость и средние скорости движения: по заснеженному проселку — 8—14 км/ч, по снежной целине — 7—12 км/ч, по размытому дождем бездорожью — только 5,2 км/ч (скорость пешехода). Плохая маневренность, особенно в гололед (радиус поворота — более 15 м), объяснялась большой базой гусеничной тележки, неведущими управляемыми колесами и отсутствием подтормаживания бортов при больших поворотах руля. Отмечались также чрезмерный расход топлива на бездорожье (свыше 200 л) и продольная раскачка машины при движении по неровностям (из-за значительной неподрессоренной массы движителей).