В начале 1927 г. было принято решение об увеличении производственной мощности завода за счет внедрения технологий конвейерной сборки. Одновременно грузовик американской компании «Аигосаг» грузоподъемностью 2,5 тонны был выбран в качестве прототипа для нового советского грузового автомобиля.
1 октября 1931 г. реконструкция завода была завершена. Новое американское оборудование позволило увеличить годовой выпуск более чем в 8 раз — довести его до 25 тысяч машин.
В 1931 г. заводу дали другое название — ЗИС, в честь все более укреплявшего свою власть Иосифа Сталина (ЗИС — завод имени Сталина). Спустя пять лет из ворот этого предприятия начали выходить первые легковые автомобили, явно не предназначавшиеся представителям рабочего класса.
Сталин лично стоял за решением о производстве высококачественных машин класса лимузин, самим своим появлением утверждавших статус СССР как супердержавы, способной, как и другие страны, делать собственные представительские автомобили. Первая попытка создать русский лимузин была предпринята на заводе «Красный путиловец» в Ленинграде.
Тогда инженеры взяли за образец Buick 90 1931 г. Они разобрали американскую машину до последнего винтика и использовали ее конструкцию как основу при создании собственного автомобиля. Машина была оснащена рядным 8-цилиндровым двигателем объемом 5650 см/3 и американским карбюратором «Marvel».
Шесть «советских бьюиков», получивших обозначение Л-1, приняли участие в первомайском параде 1933 г., однако, согласно многочисленным свидетельствам, то и дело ломались, а в ходе испытательного пробега по маршруту Ленинград — Москва — Ленинград даже разваливались. После неудачи «Красного путиловца» проект по созданию советского суперавтомобиля был передан на реализацию ЗИСу, а ленинградский завод был переориентирован на развитие сельскохозяйственного машиностроения.
Специалисты ЗИСа выбрали иной путь. Они оставили без значительных изменений заимствованное у американского предшественника шасси, но создали совершенно новый кузов, заказав компании «Budd» из Филадельфии оснастку для изготовления оригинального, в высшей степени обтекаемого автомобиля.
Хотя в облике машины отчетливо угадывается американское влияние и производилась она с использованием американского оборудования, ЗИС проектировался без какой-либо помощи со стороны американских конструкторов и дизайнеров.
Первые два прототипа ЗИС-101, один черный, другой вишнево-красный, были представлены советским лидерам в Кремле 29 апреля 1936 г. Сталину машина понравилась, хотя фигурку на радиаторе пришлось заменить на другую, в большей степени соответствовавшую вкусу вождя. Официальной датой начала серийного производства 7-местного ЗИС-101 считается 3 ноября 1936 г. Это был по-настоящему большой автомобиль — 4-дверный, длиной 5,75 м, с колесной базой 3,6 м. Сердцем автомобиля был рядный 8-цилиндровый двигатель объемом 5766 см со степенью сжатия 4,8 мощностью 90 л. с. На машине стояла 3-ступенчатая механическая коробка передач.
Автомобиль, развивавший скорость 115 км/ч, оснащался механическими тормозами. В 1936 г. было выпущено только 11 экземпляров.
В 1938 г. появилась модификация ЗИС-102 со складным матерчатым верхом, также 4-дверная и 7-местная. Степень сжатия увеличилась до 5,5, поршни отливались из алюминия.
Как следствие мощность двигателя возросла до 110 л. с, а скорость — до 125 км/ч. Всего было изготовлено, вероятно, 10 фаэтонов ЗИС-102. ЗИС-102 послужил основой для создания в 1939 г. потрясающей спортивной версии 101-Спорт.
Она стала первой в ряду предпринимавшихся заводом попыток выпуска спортивных автомобилей.
На машине стоял тот же двигатель объемом 5766 см/3, что и на модели 101, однако форсированный до мощности 141 л. с, при 3300 об/мин. Заявленная максимальная скорость составляла 162 км/ч, хотя в «Правде» называлась цифра 180 км/ч. Группой молодых инженеров ЗИСа был создан только один экземпляр этого внушительного 2-местного родстера, тем не менее эти машины ярко отражали растущий в стране интерес к автоспорту.
В 30-х годах автоспорт обрел огромную популярность во всем мире, и спортивная доблесть в этой сфере властями поощрялась, точно так же как превозносились и пропагандировались в качестве примеров для подражания героические летчики и отважные воины. Первые гонки в Советском Союзе нередко проводились на главных автомобильных магистралях.
Движение на протяженном прямом участке дороги перекрывалось, и гонщики состязались в скорости, проходя его сначала в одну сторону, а затем, после разворота, в обратную.
Нередко такие заезды проходили вблизи Москвы на Минском шоссе. Свои первые шаги в автоспорте ЗИС делал на машинах ЗИС-101, за рулем в них можно было видеть первого и, возможно, самого знаменитого заводского автогонщика Бориса Курбатова.