Počiatok vývoja vozidla ZIL-131 spadá do polovice päťdesiatych rokov dvadsiateho storočia. Jeho predchodca ZIL-157 bol len modernizáciou vozu ZIS-151. ZIL-131 bol od začiatku koncipovaný ako úplne nový trojnápravový automobil pre vojenské využitie. Vývoj začal pod označením ZIS-131 a prvý prototyp bol prezentovaný v roku 1956. Vtedy mal ešte veľa zhodných rysov s dvoj- ZIL-130.
O tri roky neskôr, v roku 1959 bolo testovanie prototypov úspešne dokončené a v rámci destalinizácie bol automobil premenovaný na ZIL-131. Výrobný závod bol totiž premenovaný z pôvodného názvu Zavod imeni Stalina na Zavod imeni Lichačov. Počiatok výroby bol plánovaný na rok 1961 alebo 1962, ale výrobu sa nepodarilo začať. Až v roku 1964 začala sériová produkcia dvojnápravových vozidiel ZIL-130 a v roku 1967 začala výroba komplikovanejších vozidiel ZIL-131. Niektoré konštrukčné skupiny, ako napríklad nápravy alebo navijaky boli vyrábané v závode v Brjansku (Brjanský automobilový závod).
