Данный грузовик, отличающийся своей повышенной проходимостью, был сконструирован на базе семейства грузовиков ЗИЛ-130, который для того времени (середина 60-х годов) обладал передовым дизайном и мощным 8-цилиндровым двигателем. Новый автомобиль был призван заменить модель полноприводного армейского грузовика ЗИС-151 и его модификацию ЗИЛ-157, которые, по сути, повторяли внешний вид и конструкцию военных грузовых машин американского производства, которые проставлялись из США с СССР в рамках «ленд-лиза» — союзнической помощи в борьбе с нацистской Германией. К началу 60-х эти машины окончательно устарели и уже не удовлетворяли потребностям вооружённых сил Советского Союза.
Решение о разработке и последующем производстве на заводских мощностях ЗИЛа серии унифицированных грузовых автомобилей для нужд армии и решения гражданских задач было принято в 1956 году. На удивление, работа по созданию нового автомобиля шла полным ходом – отчасти это объясняется применением отдельных частей экспериментальной машины ЗИЛ-128, успешно прошедшей целый ряд испытаний. В конце всё того же 1956 года был создан первый образец грузовика ЗИЛ-131, оснащённый рядным 6-цилиндровым мощным двигателем. По прошествии 3-х лет новинка отечественной автопромышленности успешно прошла целый ряд заводских и государственных испытаний, проявив себя с наилучшей стороны. В результате старт серийному производству в промышленных масштабах был запланирован на 1961 год, однако из-за определённых проблем, которые преимущественно носили технологический характер, заводской конвейер был запущен только лишь в 1967 году.
Полноприводная новинка имела капотную компоновку классического вида и была оснащена V-образным 8-цилиндровым карбюраторным двигателем, конструкторами был предусмотрен механизм отключения переднего моста. Помимо всего прочего ЗИЛ-131 был оснащён пеномасленным воздушным фильтром, однодисковым сухим сцеплением, 5-ступенгчатой коробкой передач с синхронизатором и 2-ступенчатой раздаточной коробкой. Управление машиной оборудовано гидроусилителем.
Вскоре было выпущено целый ряд модификаций с электрооборудованием без мониторов, седельные тягачи, а также модификации с дизельным двигателем. Особое внимание необходимо уделить использованию ЗИЛ-131 и его модификаций в армейских целях. На основе грузовика был создан и поставлен на службу целый ряд боевых и специальных машин, а именно: боевые машины реактивной артиллерии, минные заградители универсального характера, транспортно-заряжающие машины зенитных ракетных комплексов (ЗРК), автомобили-топливные заправщики и многие другие. Кроме того, ЗИЛ-131 и её различные модели поставлялись в различные страны социалистического лагеря, а также во многие дружественные страны, расположенные в Азии и Африке, где она также проявила себя с наилучшей стороны.
Всего же в общей сложности за время своего производства (1967-1990 г.) ЗИЛ выпустил чуть меньше 1 млн. единиц данного грузовика и всех его модификаций. Начиная с 1990 и по 2002 год, данное производство было перенесено на заводские мощности Уральского автомобильного завода (УАЗ). В настоящее время ЗИЛ-131 не выпускается, однако на улицах многих городов и сёл и сегодня можно увидеть этот грузовик в своё время ставший своеобразным символом своей эпохи.