Модификации

• ЗИЛ-133 — базовое шасси со средней базой с карбюраторным двигателем ЗИЛ-175. Серийно не выпускалось.
• ЗИЛ-133Б — короткобазное самосвальное шасси. Серийно не выпускалось.
• ЗИЛ-133В — седельный тягач. Мелкосерийный выпуск.
• ЗИЛ-133Г — дальнейшее развитие ЗИЛ-133 с удлиненной базой (один бензобак и платформа с двумя боковыми бортами).
• ЗИЛ-133Г1 — длиннобазная модификация ЗИЛ-133Г (два бензобака и три боковых борта) грузоподъемностью 8 т. Серийный выпуск 1975—1977 гг.
• ЗИЛ-133Г2 — дальнейшее развитие ЗИЛ-133Г1 грузоподъемностью 10 т. Серийный выпуск 1977—1979 гг.
• ЗИЛ-133Д — короткобазное самосвальное шасси
• ЗИЛ-133Д1 — упрощённая модификация ЗИЛ-133Д
• ЗИЛ-144Н — сельскохозяйственный вариант с задними односкатными арочными шинами.
• ЗИЛ-133ГЯ — дизельная модификация ЗИЛ-133Г1 с двигателем КамАЗ-740 (1979—1992)
• ЗИЛ-133ВЯ — седельный тягач и короткобазное самосвальное и крановое шасси с дизельным двигателем КамАЗ-740 (1979—1992)
• ЗИЛ-133Г40 — дальнейшее развитие ЗИЛ-133ГЯ с кабиной семейства 4331 и двигателями ЗИЛ-6454/ЗИЛ-645/САТ-3116 (1992—1999)
• ЗИЛ-133Г42 — крановое шасси под с кабиной семейства 4331 и двигателем ЗИЛ-6454 (1992—1999)
• ЗИЛ-133Д42 — самосвальное шасси кабиной семейства 4331 и двигателем ЗИЛ-645 (1992—1999)
• ЗИЛ-13305А — седельный тягач с с удлиненой кабиной семейства 4331 и двигателем ЗИЛ-6454 (1993—1999)
• ЗИЛ-133Г50* — модификация ЗИЛ-133Г2 с кабиной семейства 4331 и карбюраторным двигателем ЗИЛ-508 (1993—1995)
• ЗИЛ-133Д52* — самосвальное шасси с кабиной семейства 4331 и двигателем ЗИЛ-508 (1993—1995)
• ЗИЛ-451400 — самосвал с кузовом НефАЗ (1997—1999).
• ЗИЛ-630900 — дальнейшее развитие ЗИЛ-133Г40 с двигателем ЯМЗ-236А (1999—2002)
• ЗИЛ-640900 — седельный тягач с двигателем ЯМЗ-236А (1999—2002)
• ЗИЛ-6309Н0 — дальнейшее развитие ЗИЛ-630900 с двигателем ЯМЗ-236НЕ2 (Евро-2) (2002—2005)
• ЗИЛ-6309Н2 — крановое шасси с двигателем ЯМЗ-236НЕ2 (Евро-2) (2002—2005)
• ЗИЛ-45222 — самосвальное шасси с двигателем ЯМЗ-236НЕ2 (2002—2005). Кузов ММЗ.
• ЗИЛ-630980 — модификация ЗИЛ-6309Н0 с кабиной ЗИЛ-433180 с двигателем ММЗ Д-260.Е3 (Евро-3) (2008). Серийно не производится.
• Выпуск карбюраторных модификаций 133Г5 и 133Д5 в 1993—1995 гг. был вызван прекращением поставок дизелей КамАЗ-740 из-за пожара на заводе двигателей КАМАЗ.

Спецмашины на шасси ЗИЛ-133

• КСА-7 — опытный образец разбрасывателя грузоподъёмностью 7 тонн на базе ЗИЛ-133Г1. На задних мостах устанавливались арочные шины.
• Автоцистерна АЦ-40
• Автолестница АЛ-45
• Автомобиль комбинированного тушения АКТ-2,5/3
• Бетономешалка СБ-159Б1
• Инкассаторский автомобиль ДИСА-6938
• Загрузчик удобрений ЗМУ-8
• Загрузчик сеялок ЗСА-7

Двигатели

ЗИЛ-130 – карбюраторный, 8-цилиндровый, V-образный, рабочий объём 6,0 л, мощность 150 л.с.; КамАЗ-740, дизельный, 8-цилиндровый, V-образный, рабочий объём 10,85 л, мощность 210 л.с.; ЗИЛ-645/-6454, дизельный, 8-цилиндровый, V-образный, рабочий объём 8,74/9,56 л, мощность 185/200 л.с.; ЯМЗ-236А/ -236НЕ2, дизельный, 6-цилиндровый, V-образный, рабочий объём 16,5 л, мощность 195/230 л.с.