Грузовой автомобиль ЗИС-6 был запущен в серийное производство на московском автозаводе им. Сталина в 1934 г., сразу после освоения предприятием производства грузовиков ЗИС-5. Фактически он представлял собой трехосный вариант широко распространенного в 30-50-е гг. XX в. грузовика ЗИС-5 и в значительной степени был унифицирован с ним. Прототипом машины являлся грузовик АМО-3-НАТИ, созданный в начале 1930-х гг.

В отличие от своего двухосного аналога ЗИС-6 имел усиленную раму и радиатор увеличенного заправочного объема. До 105 л был увеличен также объем топливного бака. В его трансмиссии использован двухступенчатый демультипликатор. Задние мосты проходные с червячным приводом. С каждой стороны автомобиля мосты связаны двумя полуэллиптическими рессорами. Их средние части закреплены на кронштейне, поворачивающемся относительно цапфы, смонтированной на лонжероне рамы.

Автомобиль имел также снабженный вакуумным усилителем механический привод тормозов и компрессор для накачки шин.
Благодаря наличию трех мостов ЗИС-6 обладал хорошей проходимостью по размокшим грунтовым дорогам, болотистой почве, снегу и песку. Проходимость могла быть повышена за счет гусеничных цепей «Оверолл», устанавливаемых на колесах задних мостов. Максимальная скорость движения по шоссе с полной нагрузкой была несколько ниже, чем у ЗИС-5, и составляла 55 км/ч.

В частях Красной Армии грузовик ЗИС-6 применялся в качестве транспортной машины общего назначения или тягача артиллерийских орудий. Шасси этого автомобиля использовалось для создания одного из первых тяжелых бронеавтомобилей Советского Союза БА-5, построенного осенью 1935 г., и следующей модели — тяжелого бронеавтомобиля БА-11, топливозаправщиков, автокрана АК-3, походных мастерских и агрегатных автомобилей подвижных электростанций АЗС-4. Боевые машины реактивной артиллерии БМ-13 («Катюша») и БМ-8-36 также были созданы на шасси ЗИС-6. Для этого на автомобиль, вдоль его оси, устанавливали 16 направляющих для 132-мм осколочно-фугасных снарядов (БМ-13) или 36 направляющих для снарядов калибра 82 мм (БМ-8-36).

ЗИС-6 находился в производстве с 1934 до октября 1941 г., когда началась эвакуация завода. После восстановления производства на заводе им. Сталина ЗИС-6 больше не изготавливался. Его место в Красной Армии постепенно начали занимать трехосные грузовики импортного производства, поставляемые в Советский Союз по ленд-лизу. Всего за период производства было изготовлено более 21 тыс. грузовиков ЗИС-6.

Грузовик ЗИС-6 представлял собой дальнейшее развитие грузового автомобиля АМО-3, конструкция которого в свою очередь основывалась на американском прототипе — грузовике «Автокар». Двигатель, металлическая двухместная кабина и деревянная платформа грузоподъемностью 4 т (для шоссейных дорог, для фунтовых — 2,5 т) у автомобиля ЗИС-6 были смонтированы на эластичной раме, которая при движении по пересеченной местности работала как рессора.
На ЗИС-6 устанавливался шестицилиндровый карбюраторный двигатель ЗИС-16 с нижним расположением клапанов. Двигатель легко запускался в холодную погоду и работал на любом сорте бензина. Запуск двигателя производился электрическим стартером мощностью 0,9 л.с. или вручную с помощью пусковой рукоятки. Топливный бак увеличенной до 105 л емкости размещался в кабине под сиденьем водителя. Увеличение объема бака позволило повысить запас хода по топливу при движении по шоссе до 260 км.

Трансмиссия состояла из двухдискового сцепления сухого трения, трехходовой четырехступенчатой коробки передач, карданного вала и двойной главной передачи. В коробке передач использовались цилиндрические прямозубые шестерни, а в главной передаче — пара конических и пара цилиндрических шестерен. Карданный вал имел два жестких асинхронных шарнира, защищенных наружными сферическими кожухами.

Подвеска переднего моста состояла из продольно расположенных полуэллиптических листовых рессор. Задние мосты были проходные с червячным приводом. С каждой стороны автомобиля мосты были связаны двумя полуэллиптическими рессорами. Их средние части закреплены на кронштейне, поворачивающемся относительно цапфы, смонтированной на лонжероне рамы. Автомобиль имел также снабженный вакуумным усилителем механический привод тормозов и компрессор для накачки шин.

На грузовой платформе с тремя откидывающимися бортами можно было перевозить груз массой до 4 т. Здесь же. после установки съемных сидений, можно было разместить до 25 человек. Для буксировки прицепа массой до 4 т автомобиль имел соответствующее прицепное устройство.

Как и на всех советских грузовиках того времени, на ЗИС-6 применялось однопроводное электрооборудование напряжением 6 В с положительным выводом аккумуляторной батареи на корпус. Источником электроэнергии являлись генератор постоянного тока мощностью 80 Вт и стартерная аккумуляторная батарея.

Технические характеристики
Масса 4,23 т
Грузоподъемность 4 00 т
Колесная формула 6 x 4
Габариты:
длина 6,06 м
ширина 2,24 м
высота 2,16 м
Размеры платформы:
длина 3,09 м
ширина 2,09 м
высота 0,59 м
Число мест в кабине 2
Двигатель карбюраторный ЗИС-16, жидкостного охлаждения
Мощность двигателя 75 л.с.
Максимальная скорость по шоссе 55 км/ч
Запас хода 260 км
Преодолеваемые препятствия:
подъем 15°
ширина рва 0,7 м
глубина брода 0,6 м