Выпускался с 1933 по 1948 на Автомобильном заводе имени И. В. Сталина. Во время войны упрощённую военную модификацию ЗИС-5В (обозначение условное) выпускали заводы ЗиС (1942—1946 гг.), УльЗиС (1942—1944 гг.) и УралЗиС (1944—1947 гг.). На ЗиСе было выпущено 352 311 автомобилей ЗиС-5.
АМО(ЗИС)-5 стал дальнейшим развитием 2,5-тонного грузовика АМО-3 (1931—1933 гг.) — локализованного варианта модели АМО-2 (1930—1931 гг.), фактически представлявшей собой собранный на АМО из американских машинокомплектов грузовик Autocar-5S, в свою очередь скомпонованный из агрегатов различных известных американских производителей, и АМО-3 (1931-1933г.г.), незначительно отличавшийся конструктивно от АМО-2 (был модернизирован задний мост, изменена форма передних крыльев, размеры грузовой платформы), но собиравшийся из деталей, изготовленных в СССР.
Первая партия из 10 грузовиков ЗИС-5 была собрана в июне 1933 года. C 1934 было развернуто массовое производство грузовика, ежедневный выпуск составлял 65 автомобилей. На базе ЗИС-5 было разработанно 25 модификаций из которых 19 были поставлены на производство. С учетом моделей АМО-2, АМО-3, УралЗиС-5М, УралЗиС-5М, УралЗиС-355 и УралЗиС-355М, предшествовавших и последовавших ЗиС-5 и ЗиС-5В, производство этого грузовика продолжалось с 1930 по 1958.
Конструкция грузовика АМО(ЗИС)-5 была фактически заново создана конструкторами АМО-ЗИС Е. И. Важинским, В. И. Лялиным и Б. Д. Строкановым. Основной упор при переносе американской модели на отечественную почву был сделан на упрощении и повышении ремонтопригодности конструкции при одновременном увеличении грузоподъёмности и проходимости. С этой целью был форсирован с 60 до 73 л.с. двигатель, в том числе реконструированы радиатор, карбюратор и воздушный фильтр, а также коробка передач, карданный вал, усилена конструкция рамы и мостов, увеличен дорожный просвет под картером заднего моста, гидравлические тормоза заменены на механические, передний бампер сохранен только на экспортных модификациях и автобусных шасси.
Не относясь к автомобилям повышенной проходимости, ЗиС-5 за счет низкооборотного тяговитого 6-цилиндрового мотора (ЗиС-5) был пригоден для круглогодичной эксплуатации по дорогам всех категорий. Тяговые возможности грузовика были близки к моделям со всеми ведущими колесами, а установка задних колес с развитыми грунтозацепами и, тем более, цепей противоскольжения значительно увеличивали его проходимость.
Особенность конструкции — недостаточная жесткость рамы на скручивание, тем не менее, также способствовала повышению проходимости, повышая рабочие ходы колес при переезде дорожных неровностей. Двигатель легко пускался на морозе и мог работать на любых низкосортных бензинах. Груженый ЗиС-5 мог буксировать прицеп полной массой до 3,5 т. Средний пробег до капремонта составлял 70 тыс. км.
В 1942 году на ЗИС-5В были применены облегченная на 124 кг кабина из фанеры и дерева («вагонки»), крылья были сделаны методом простой гибки из обычного листового проката вместо штампованных с глубокой вытяжкой на довоенной модели, тормоза оставлены только на задних колесах, бортовая платформа с одним задним откидным бортом и единственная фара (левая). Ближе к концу войны комплектация была частично восстановлена — появилась вторая фара и откидные боковые борта. В 1946—1948 гг. выпускалась переходная (к ЗиС-150) модель ЗиС-50, оснащавшаяся двигателем ЗиС-120 мощностью 90 л.с. с эксплуатационным расходом топлива 30 л/100 км, против 34 л/100 км у ЗиС-5. В отличие от АМО—3 у ЗиС-5 кабина была без брезентовой боковины.
Несмотря на неоднократные модернизации, ЗИС-5 морально устарел уже к середине 1930-х годов. В начале 1940-х ему на смену должен был прийти новый ЗИС-15, в третьей «пятилетке» (1938-1942г.г.). Новая машина грузоподъемностью 3,5 т, опытные образцы которой завод построил в 1938 г., получила индекс ЗИС-15. Среди новшеств - трехместная цельнометаллическая кабина с современным оперением (крылья, облицовка радиатора, капот двигателя), новая рама с увеличенной колесной базой, увеличенный бензобак и модернизированный двигатель. Для снижения уровня шума чугунные шестерни привода вспомогательных узлов заменены текстолитовыми. Автомобиль получил новый трансмиссионный дисковый тормоз. Коробку передач оставили четырехступенчатой, а привод тормозов механическим, с вакуумным усилителем.
Двигатель - четырехтактный, нижнеклапанный, карбюраторный, число цилиндров - 6, объем - 5555 куб.см; мощность - 82 л. с. при 2600 об/мин; число передач - 4; главная передача- цилиндрические и конические шестерни; размер шин - 36X8", длина 6560 мм, ширина - 2235, высота - 2265 мм; база - 4400 мм. Масса в снаряженном состоянии - 3300 кг. Наибольшая скорость - 65 км/ч.
На базе ЗИС-15 планировалось производство семейства моделей: самосвал, грузовик повышенной проходимости, автобус. Однако война нарушила планы.
Серийные и опытные модификации на базе ЗИС-5:
• ЗИС-5В — упрощённая модификация военного времени, выпускалась на ЗиСе в 1942—1946 (66,9 тыс. в годы войны), УльЗиСе в 1942—1944 (10,4 тыс.) и УралЗиСе в 1944—1947 (8,5 тыс. в годы войны);
• ЗиС-5У — модификация с возможностью установки зенитного пулемёта (специальная турель в кузове и отверстие в тенте);
• ЗиС-5УС — модификация с приспособлениями для подвески носилок;
• ЗиС-6 — шестиколёсный (6х4) грузовик повышенной проходимости грузоподъёмностью 4 т с двухскатной ошиновкой задних мостов, серийно выпускался в 1934—1941. Летом-осенью 1941 на шасси ЗиС-6 устанавливались первые установки реактивного залпового огня (гвардейские миномёты) БМ-13 и БМ-8 «Катюша». На удлиненном шасси ЗиС-6 в 1935 были собраны экспериментальные 28-местные автобусы ЗиС-6 «Люкс», на укороченном шасси ЗиС-6 в 1939 создан экспериментальный бронеавтомобиль БА-11;
• ЗиС-8 — городской автобус на удлинённом шасси ЗиС-11, серийно выпускался на ЗиСе в 1934—1936, произведено 547 ед. Позже по чертежам ЗиСа производился рядом предприятий в нескольких городах СССР, например, московский завод «Аремкуз» выпускал автобусы по типу ЗиС-8 до 1940. Кузов с деревянным каркасом и металлической обшивкой. Общая пассажировместимость 29 чел., включая 22 сидячих места;
• ЗиС-10 — седельный тягач (4х2), выпускался малой серией в 1938—1941. Выпущено 766 тягачей, включая 4 опытных образца в 1935 году. Колёсная база тягача соответствовала обычному ЗиС-5. Грузоподъёмность 3,5 т. Контрольный расход топлива 41 л/100 км;
• ЗиС-11 — удлинённое шасси (4х2) для пожарных автомобилей (например, ПМЗ-1 и ПМЗ-2), выпускалось в 1934—1936 гг. Колёсная база 4420 мм, грузоподъёмность 3,5 т;
• ЗиС-12 — удлинённое шасси (4х2) специального назначения, комплектовалось низкобортовой платформой на которой монтиро-вались различные установки военного назначения (зенитные орудия, прожекторы З-15-14, звукоулавливающие установки). Колёсная база 4420 мм, грузо-подъёмность 3,5 т;
• ЗиС-13 — газобаллонная модификация на удлиненном шасси ЗиС-14, работавшая на древесных чурках. Колёсная база 4420 мм, мощность 45 л.с., грузоподъёмность 2,5 т. В 1936—1939 гг. произведена опытно-промышленная партия из 900 машин;
• ЗиС-14 — удлиненное шасси (4х2) специального назначения. В 1934 году партия ЗиС-14 была оснащена бортовыми платформами, усиленными рессорами и рамой, никелированными бамперами и бампером и поступила на экспорт;
• ЗиС-15, ЗиС-15К — модернизированный 3,5-тонный грузовик для замены ЗИС-5. Должен был производиться со второй пятилетки [1938-1942], но из-за войны в серию не пошел. Отличался новой обтекаемой кабиной и оперением, усиленной и удлиненной рамой, усовершенствованным двигателем (82 л.с.) и увеличенным бензобаком на 100 л. Опытные образцы собирались в 1937, 1938 и 1940 гг. В 1944 создан грузовик ЗиС-15К, послуживший прототипом для 4-тонного ЗиС-150. На базе ЗиС-15 намечалась целая серия автомобилей: самосвал, вагонный автобус ЗиС-17, трехосный грузовик ЗиС-23, полноприводный грузовик ЗиС-24, седельный тягач ЗиС-26, газогенераторные модификации ЗиС-25 и ЗиС-28. Серийно производился только капотный автобус ЗиС-16;
• ЗиС-16 — городской 8,5-метровый автобус на удлиненном шасси ЗиС-5. Колёсная база 4970 мм, кузов с деревянным каркасом и металлической обшивкой. Общая пассажировместимость 34 чел., включая 26 сидячих мест. Серийно выпускался на ЗиСе в 1938—1941, произведено 3250 ед. После войны часть кузовов выработавших ресурс по шасси ЗиС-16 была использована столичным заводом «Аремкуз» для установки на шасси ЗиС-150 — автобус АКЗ-1;
• ЗиС-16C — санитарный автобус с использованием задней части кузова ЗиС-16 и кабины ЗиС-5. Вместимость 10 чел. на носилках и 10 сидячих мест. Серийно производился на ЗиСе в 1939—1941;
• ЗиС-19 (СМ-1) — строительный самосвал на шасси ЗИС-5, выпускался малыми партиями в 1939—1946 в том числе московским предприятием АТУЛ. В 1947—1949 выпускался на ММЗ как ЗИС-ММЗ-05;
• ЗИС-21 — газогенераторная модификация на шасси ЗИС-5, работавшая на древесных чурках, выпускалась в 1939—1941 гг., Колёсная база 3810 мм, мощность 45 л.с., грузоподъёмность 2,4 т. Изготовлено 15 445 ед.;
• ЗИС-22 — полугусеничный грузовик (артиллерийский тягач) грузоподъемностью 2,5 т на дорогах и 1,75 т на бездорожье. Опытные образцы в 1938—1939, серийно выпускался в 1940—1941. Произведено 200 машин;
• ЗИС-22М — модернизированный полугусеничный грузовик, выпускался в 1941—1942;
• ЗИС-30 — газобаллонная модификация на шасси ЗИС-5, работавшая на метане, коксовом и синтез-газе, а также бензине. Грузоподъемность 2,5 т, мощность 73 л.с. Газ размещался под платформой в 8 баллонах общим весом 550 кг. Серийно выпускался в 1940—1941;
• ЗИС-32 — полноприводный грузовик (4х4). Передний ведущий мост одноступенчатый с конической парой и шарнирами «Рцеппа». В 1941 выпущена партия из 197 ед.;
• ЗИС-33, ЗИС-35ш — съёмные комплекты полугусеничных движителей для ЗИС-5. Малая партия выпущена по инициативе Н. С. Хрущева в начале 1940. Грузовики с такими движителями приняли участие в Советско-финской войне;
• ЗИС-36 — экспериментальный полноприводный шестиколёсный (6х6) грузовик 1941, серийно не производился;
• ЗИС-41 — газогенераторная модификация упрощённой конструкции, выпускалась в 1940—1941 на шасси ЗИС-5 и 1942—1944 на шасси ЗИС-5В;
• ЗИС-42, ЗИС-42М — полугусеничный грузовик (артиллерийский тягач) грузоподъёмностью 2,25 т на дорогах и 1,75 т на бездорожье. Отличался от ЗИС-22 конструкцией гусеничного движителя. Опытные партии ЗИС-42 в 1942. В 1942—1944 серийно производился модернизированный ЗИС-42М. Выпущено 6372 машины;
• ЗИС-44 — санитарный автобус на шасси ЗИС-5В с отдельным деревянным кузовом на 18 мест;
• ЗИС-50 — модификация ЗИС-5В с двигателем ЗиС-120 (90 л.с.), производилась как переходная модель в 1946—1948;
• АТ-8 — экспериментальный артиллерийский тягач со сдвоенной силовой установкой из моторов ЗИС-16 (суммарная мощность 150 л.с.) и гусеничным движителем от танка Т-70. В 1942—1944 изготовлено 10 ед., включая АТ-14;
• АТ-14 — экспериментальный 1944 артиллерийский тягач со сдвоенной силовой установкой из моторов ЗИС-5МФ (суммарная мощность 190 л.с.) и гусеничным движителем от танка Т-70;
• ЛЭТ — экспериментальный электромобиль на базе ЗИС-5. Грузоподъёмность 1800 кг, масса аккумуляторов 1400 кг, запас хода 60 км. Применялся как мусоровоз. Построен в единственном экземпляре в 1935.
