ЗІЛ-135 був розроблений як вантажівка для буксирування артилерії в Спеціальному конструкторському бюро ЗІЛа під керівництвом В. А. Грачова на початку 1960-х. Машина обладнана двома двигунами ЗІЛ-123Ф потужністю 120 к.с. кожен, встановленими за кабіною (на наступних моделях автомобіля використовувалися двигуни ЗІЛ-375). Кожен двигун обертав колеса свого борту, що забезпечувало додаткову надійність. Кабіна виготовлялася зі склопластику для полегшення машини і збільшення таким чином корисного навантаження.
