30 декабря 1994 г. с конвейера в АСК сошел последний грузовик ЗИЛ-130 (ЗИЛ-431410) и тогда же началось мелкосерийное производство автомобилей семейства ЗИЛ-5301. Его шасси стало базой для цельнометаллического фургона и автобусов вместимостью 15+1, 21+1. На третьей Всероссийской выставке-конкурсе «Лучшие работы года – Дизайн-95», коллектив авторов: К.В.Потехин, В.Г.Мазепа, А.Н.Митрофанов, А.Н.Горчаков, Э.С.Дамьяно, В.И.Бобр и Э.И.Грицай за разработку малотоннажного грузовика удостоен Гран При в номинации «Промышленный дизайн».

Основой семейства в 1996 г. стала серийная сборка автомобилей ЗИЛ-5301. Он оснащен автомобильной модификацией тракторного 4-цилиндрового дизельного двигателя Д-245.12С (108,8 л.с.) и Д-245.9Е2(136 л.с.) Минского моторного завода. На автомобили устанавливается 5-ступенчатая синхронизированная коробка передач, гидроусилитель рулевого управления и 3-местная кабина с некоторыми изменениями кабина ЗИЛ-4331. "Бычок" оснащен гидроприводом сцепления и тормозов, гипоидной главной передачей, передними дисковыми тормозами, 16-дюймовыми колесами с бескамерными шинами, имеет малый радиус поворота (7 м) и небольшую погрузочную высоту. Основные модификации семейства малотоннажных автомобилей производятся с колесными базами 3650 и 4250 мм; с удлиненной кабиной, с двумя спальными местами; с семиместной двухрядной кабиной. На них предлагаются соответствующие бортовые варианты, несколько видов универсальных, изотермических и рефрижераторных фургонов-кузовов. На базе малотоннажных автомобилей создана большая гамма коммунальной, строительной и специальной техники.

Автомобили семейства ЗИЛ-5301, оказавшиеся проще и дешевле иностранных аналогов, вполне удовлетворяют потребности российских покупателей.

В 1999 г. было изготовлено 13745 "бычков", что составило 63,4% общего производства завода.

В 1996 г. был представлен магистральный седельный тягач ЗИЛ-6404 (6x4) с 410-сильным дизелем ЯМЗ-7511 и спальным отсеком, способный буксировать автопоезда полной массой до 40 т со скоростью 105 км/ч.

1998 году на производство был поставлен автомобиль ЗИЛ-432720 (4х4) с колесной базой 3340 мм. Шасси ЗИЛ-432722 предназначается для монтажа специализированных надстроек коммунально -дорожных служб.

Кардинальные реформы в России 90-х гг. существенно отразились на положении ЗИЛа. Первоначальная ставка на тесное сотрудничество в области тяжелых грузовиков и дизелей с фирмами "Кенворт" (Kenworth), "Катерпиллар" (Caterpillar), "Вольво" (Volvo) и "Рено" (Renault) особого успеха не принесла.

С 1999 г. в ыпускались новые 10-тонные грузовики ЗИЛ-6309 (6x4) и самосвал ЗИЛ-6409 с 195-сильным дизельным двигателем ЯМЗ-236А массой до 40 т со скоростью 105 км/ч.

К концу XX века АМО ЗИЛ выпускал автомобили более чем в 120 вариантах и предлагал их с кузовами и надстройками, которые выпускали 100 предприятий России и стран СНГ, а комплектующие для них изготовляли 800 заводов и мастерских. В 1998-2000 гг. ЗИЛ выпускал по 20-22 тыс. грузовиков - это в 10 раз меньше его потенциальных возможностей.

С момента начала своей деятельности на предприятии в период с 1924 по 2000 годы произведено: грузовых автомобилей 7 769 902 шт.; автобусов 38 988 шт; легковых автомобилей высшего класса 11 515 шт.

В 2000 году три полноприводных автомобиля ЗИЛ-433420 совершили уникальный автопробег по маршруту Москва-Якутск-Уэлен-Северная Америка-Западная Европа-Калининград-Москва. Первый этап кругосветной экспедиции длиной 13500 км был пройден за 62 дня и завершился в поселке Уэлен на берегу Берингова пролива (Чукотка). Всего экспедиция преодолела 45 000 км. Автопробег проводился клубом «Приключение» совместно с АМЛ ЗИЛ и правительством Москвы.