Об'єм двигуна ЗІЛ 131 становить від 4.8 до 6.0 л. Потужність двигунів ЗІЛ 131 від 81 до 150 л. з.
150 л Автомобіль оснащувався 8-циліндровим карбюраторним чотиритактним V-подібним верхньоклапанним двигуном ЗІЛ–130 потужністю 150 л. с. при 3200 об/хв. (з обмежувачем), максимальним моментом, що крутить, 41 кГм при 1800 об/хв., ступенем стиснення 6,5 і робочим об'ємом 5969 см³.
104 л. а) Номінальна потужність: 76,5 кВт (104 л. с.). б) Максимальна швидкість: 65 км/год.
150 л На відміну від ЗІЛ-157, на ЗІЛ–131 встановлений V-подібний 8-циліндровий двигун потужністю 150 л. с., уніфікований із двигуном автомобіля ЗІЛ-130, гідропідсилювач кермового управління, був застосований електропневматичний привід включення переднього моста.