В 1952 г. на ЗИСе начали проектировать большой междугородный автобус, обозначенный ЗИС-127. Работы не успели развернуться, как произошло еще одно важное событие. В августе 1953 г. бывший директор завода И. А. Лихачев возглавил Министерство автомобильного транспорта и шоссейных дорог СССР. Пользуясь своим положением, он, хорошо зная специалистов и организацию труда на ЗИСе, форсировал работы по «сто двадцать седьмому» и выступил в роли заказчика новой машины. Благодаря этому проектирование пошло энергичнее, и вскоре удалось создать экспериментальный образец, обозначенный ЗИС Э-127, в салоне которого расположили 41 сиденье.
Машина из-за большой длины плохо вписывалась в повороты шоссе, большая же ее масса не позволяла ей быстро разгоняться и эффективно тормозить. Проектанты, разобравшись в недостатках автолайнера и приняв во внимание результаты испытаний, зимой 1955–1956 гг. создали новый его вариант. Вот как был устроен первый отечественный междугородный автобус ЗИС-127.
В салоне цельнометаллического несущего кузова в восьми рядах разместили по два парных кресла, заполненных губчатой резиной, обитой шерстяной тканью в комбинации с искусственной кожей, спинки и подушки которых пассажиры могли устанавливать по своему желанию. В окнах были небьющиеся стекла и шторки. Салон радиофицировали и оборудовали системами вентиляции, отопления, освещения, часами и термометром. На каждом пассажирском месте установили индивидуальные источник света и вентилятор. Над креслами закрепили сетки для ручной клади, а под полом с обеих сторон машины сделали два багажных отсека, между которыми поместили топливный бак.
В подвеске каждого моста применили двусторонние гидравлические амортизаторы и полуэллиптические рессоры, концы которых крепили к кузову, зажимая между двумя резиновыми подушками. Это способствовало высокой плавности хода. Тормоза передних и задних колес снабдили независимыми пневмоприводами. При отказе одного можно было завершить поездку, пользуясь только другим. Стояночный тормоз, приводившийся в действие из кабины водителя, расположили на хвостовике главной передачи. Шкворни передних колес связали тягой, правое же колесо поворачивал плунжер гидроцилиндра, управляемого вентильным механизмом, соединенным со штурвалом руля. Водитель легко изменял направление движения машины.
Форсированный двухтактный дизель Ярославского моторного завода расположили сзади и поперек. За однодисковым сцеплением с гидроприводом и 4-ступенчатой коробкой перемены передач установили угловой редуктор, передававший крутящий момент через короткий карданный вал главной передаче. Радиатор охлаждения двигателя разместили с левой стороны машины, аккумулятор — с правой. В лобовую часть кузова вмонтировали прожектор, освещавший дорогу на расстоянии до 200 м. Водителя отделили от пассажирского салона прозрачной перегородкой, закрывавшейся при необходимости плотными шторами. Новый междугородный автобус получился удачным.