Vůz pro sněhové a bažinaté podmínky ZIL-136 byl vyvinut v roce 1956 ve spolupráci s Autonomní technickou univerzitou Ministerstva obrany SSSR s cílem zkoumat možnosti vytvoření kolových vozidel této třídy pro potřeby sovětské armády.

Vozidlo, jediný exemplář svého druhu, disponovalo třemi hnacími nápravami, přičemž kolový vzorec byl 6×6. Oba konce vozidla měla řiditelná kola. Točivý moment byl přenášen z přední hnací nápravy, vybavené diferenciálem, na střední a zadní nápravu pomocí polomůstkového schématu, využívající koncové kuželové převodovky a kardanové hřídele. Pro pohyb na vodní hladině bylo využíváno vodního děla. Motor a převodovka byly zapůjčeny z modelu ZIS-110. ZIL-136 byl vybaven bezrámovou nýtovanou hliníkovou karoserií, kde byly všechny spoje potaženy voděodolnou pastou, aby se zabránilo vnikání vody do vnitřních dutin karoserie. Vůz disponoval tuhým zavěšením na všech kolech a širokými elastickými pneumatikami s možností regulace tlaku. Aby se minimalizovaly ztráty třením při jízdě na sněhu, byla spodní část vozu pokryta nerezovými plechy.

Během testů bylo zjištěno, že vůz trpí nedostatečnou přilnavostí k vozovce z důvodu velké vůle v řízení. Přestože dynamika a průchodnost terénem byly hodnoceny jako uspokojivé (ZIL-136 zvládal překonávat závěje sněhu až do výšky 2 metry), projevoval však výrazné obtíže v sypkém sněhu, kvůli absenci uzávěrky diferenciálu na hnací nápravě.