Для решения вопроса, Постановлением Совета Министров от 25 июня 1954 г. № 1258-563 было создано специальное конструкторское бюро СКБ ЗИС, первоначально насчитывавшее всего 20 человек. Перед конструкторами была поставлена задача создания многоцелевого четырёхосного (8×8) армейского автомобиля сверхвысокой проходимости грузоподъёмностью 5–6 т с грузовой платформой для боевого расчёта или другого военного снаряжения.
Поскольку опыта разработки таких машин не было, то для изучения вопросов повышения проходимости колёсных автомобилей в течение июля — августа 1955 г. был построен опытный четырёхосный (8×8) грузовой автомобиль ЗИС-Э134 макет № 1.
В конструкции ЗИС-Э134 № 1 были использованы оригинальные технические решения, ранее не встречавшиеся на отечественных полноприводных автомобилях. Так, для оптимального распределения весовых нагрузок на колёса и возможности преодоления крупных препятствий, ведущие мосты были расположенны равномерно, на расстоянии 1500 мм один от другого. Четырёхосная схема вызвала необходимость сделать управляемыми колёса двух первых осей. В схему рулевого управления ввели гидроусилитель руля, а колодочные тормоза приводились в действие пневматической системой, в которую компрессор подавал сжатый воздух. Коренное изменение головки блока цилиндров позволило увеличить мощность двигателя, наличие гидротрансформатора способствовало увеличению крутящего момента в четыре раза в момент трогания автомобиля. Встроенный в его корпус реверс давал возможность попеременно включать передний и задний ход, давая водителю возможность с помощью раскачки выбираться из ям, воронок от снарядов и прочих неровностей местности. Также в конструкции ЗИС-Э134 применялись самоблокирующиеся дифференциалы, которые распределяли крутящий момент автоматически и пропорционально способности ведущих колёс создавать тяговое усилие в зависимости от условий сцепления с грунтом.
Технические характеристики ЗИС-Э134
Снаряжённая масса, т — 7
Грузоподъёмность, т — 3
Полная масса, т — 10
Дорожный просвет, мм — 370
Радиус поворота, м — 10,5
Максимальная скорость по шоссе, км/ч — 65
Максимальная скорость по грунту, км/ч — 35
Мощность двигателя, л.с. — 130
Пятиступенчатая коробка передач была смещена к задней стенке кабины, и водитель управлял ею с помощью сильно изогнутого, наклонённого вперёд рычага. Крутящий момент от двухступенчатой раздаточной коробки с обеими понижающими передачами посредством карданных валов передавался к передней и задней коробкам отбора мощности, прифланцованным ко второму и четвёртому мостам соответственно.
