Из США на ЗИС привезли автобусы вагонной компоновки: с гидропередачей — от компании «Дженерал моторос» и с электротрансмиссией — от фирмы МАК. На ЗИСе организовали автобусное КБ, где проектировали новую машину, обозначенную ЗИС-154. Дизель позаимствовали от нового ярославского грузовика ЯМЗ-200. Разработку силового электрогенератора (ДК-505А) и тягового электродвигателя (ДК-305А) поручили Московскому заводу «Динамо».
А кузов создавали на Тушинском авиазаводе № 82. Вот что рассказал его бывший директор И. К. Зверев: «По данным нашего музея, летом 1945 г. с ЗИСа на саратовский авиазавод № 292 привезли вагонный автобус, где с него сняли чертежи. Их передали нашему предприятию, создавшему конструкторскую документацию под плазово-шаблонную технологию. Этой работой руководил начальник КБ Н. С. Черняков. В ней участвовали К. М. Смирнова, А. Ф. Федотова, А. С. Степанова и другие». В 1946 г. на авиазаводе № 82 изготовили опытный кузов, поэтому на ЗИСе 8 декабря удалось собрать первый автобус ЗИС-154, а спустя полгода — еще шесть, отправленных на маршрут № 1 «Площадь Революции» — «Белорусский вокзал». Освоив на «восемьдесят втором» производство автобусных кузовов, к дню 800-летия Москвы 7 сентября 1947 г. изготовили 25 таких же машин. Через год подобную технологическую линию запустили на ЗИСе, в Тушино же начали строить кузова к троллейбусам МТБ-82 и трамваям МТВ-82.
Для ЗИС-154 позаимствовали от грузовика ЗИС-150 передний и задний мосты, рулевое управление, рессоры, карданный вал, пневматическую тормозную систему — разумеется, с необходимыми доработками. Двери снабдили пневмоприводом. Поскольку в Ярославле тогда только готовились к серийному выпуску нового дизеля, то приобрели 75 аналогичных моторов у «Дженерал моторс». На заводе «Динамо» в ударном порядке спроектировали электрогенератор и тяговый электродвигатель, унифицированные с новыми электромашинами для троллейбусов, трамваев и метро.
Американские дизели, устанавливаемые на первые автобусы ЗИС-154, работали безупречно. Отечественные же системы, агрегаты, узлы и детали оказались не столь надежными. Отказывали топливные трубопроводы, гидропривод акселератора, электрогенератор, тяговый электромотор и цепи его управления, системы охлаждения и торможения, механизмы управления дверьми, ступицы передних колес и немало другого. Устраняя обнаруживаемые дефекты, совершенствовали ЗИС-154. В 1948 г. на нем начали устанавливать ярославские дизели ЯАЗ-204. И что же? Наш мотор к тому времени еще не обладал нужной надежностью, неважно регулировался, плохо работала система «дизель-генератор-электродвигатель». Автобус нещадно чадил, ревел и вяло разгонялся. Все это отнюдь не радовало шоферов, автомехаников и руководителей автохозяйств. Они не без основания полагали: ЯАЗ и «Динамо» обязаны поставляемые агрегаты довести до кондиции, ведь именно из-за их низкого качества создавалось плохое впечатление о перспективной машине. В такой надежде на успешную работу заводов-смежников ЗИС и продолжал строить «сто пятьдесят четвертые».