На автомобиле устанавливался двигатель ЗИС-5М (76 л. с.) с радиатором повышенного заправочного объема. Запас топлива в четырех баках составлял 300 л.

Гусеничный движитель имел раму. На концах ее между боковинами спереди размещалось ведущее колесо, а сзади — направляющее (ленивец). Между ними была балансирно подвешена система из четырех катков, закрытая кожухом. Весь движитель был подвешен балансирно на полуосях заднего моста. Привод ведущего колеса осуществлялся цепью Галля от звездочки на полуоси.

Гусеничная лента имела общую ширину 415 мм, рабочую — 360 мм. Она представляла собой резинотканевую ленту с резиновыми башмаками и металлическими накладками (элементами зацепления й направления). Среднее удельное давление гусеницы на грунт (при погружении на 100 мм) составляло 0,3 кг/см2.

Для облегчения движения по снегу и защиты передней оси от повреждений под ней устанавливался поддон. Сверху он прикрывался кожухом. При езде по глубокой снежной целине и вязкому болоту использовались лыжи, которые монтировали на передние колеса. Их среднее удельное давление на грунт (при погружении на 100 мм) составляло 0,12 кг/см2.

В 1944 г. выпускался модернизированный автомобиль ЗИС-42М. Он имел двигатель типа ЗИС-16 (85 л. е.). Радиатор и фары прикрывались решеткой от повреждений при езде по мелколесью и кустарнику. В конце года производство машины было прекращено.

Всего в 1942—1944 гг. был изготовлен 5931 автомобиль ЗИС-42 и ЗИС-42М.