Легковой автомобиль высшего класса ЗИЛ-4104 пришел на смену ЗИЛ-114, выпускавшемуся с 1967 года. Проектирование машины началось под обозначением ЗИЛ-115 в октябре 1974 года. К концу 1975 года изготовили первые пять опытных образцов. В течение двух лет они подвергались всесторонним испытаниям и доводке. Приемочные испытания проводились с января 1978 года, одновременно готовилось производство автомобиля. Первую серийную партию выпустили к ноябрю того же года.
Автомобиль ЗИЛ-4104 имеет закрытый цельнометаллический четырехдверный кузов типа лимузин. Число мест, расположенных в три ряда, — семь. Передний салон, как и положено лимузину, отделен от пассажирского спинкой с подъемной стеклянной перегородкой. Два средних сиденья — откидные. Имеются системы кондиционирования, отопления, вентиляции, а также стереофонический радиоприемник, электрические стеклоподъемники дверей.
Вариант ЗИЛ-41043 с открытым кузовом типа фаэтон участвовал в военных парадах на Красной площади в Москве.
Двигатель автомобиля — бензиновый, V-образный, восьмицилиндровый, четырехтактный. Максимальная мощность — 231.9 кВт (315 л. с.) при 4000 — 4600 оборотах в минуту. Диаметр цилиндров — 108 мм. ход поршня — 105 мм, рабочий объем — 7.695 л. Степень сжатия — 9,3. Используемое топливо — бензин АИ-95 «Экстра». В головках цилиндров расположены верхние кулачковые валики с цепным приводом. Зазор в клапанах выбирается автоматически, с помощью гидротолкателей, что снижает уровень шума, создаваемого при работе двигателя. Карбюратор К-259 — четырехкамерный, бензонасос -электрический.
Коробка передач — гидромеханическая, автоматическая. Включает в себя комплексный гидротрансформатор с коэффициентом преобразования 2,45 и планетарную трехступенчатую коробку передач с автоматическим переключением, выполненную по оригинальной схеме. В трансмиссии предусмотрен механический стопор для удержания автомобиля на склоне. Он растормаживается автоматически при трогании с места.
Карданных валов — два, с промежуточной опорой. Задний мост — неразрезная штампованно-сварная балка. Главная передача — гипоидная, с передаточным отношением 3,62 или 3,31. Ступицы колес установлены на конических роликоподшипниках. Рама автомобиля — сварная, из штапованных лонжеронов и поперечин.
Передняя подвеска — независимая, бесшкворневая, на поперечных рычагах. Упругие элементы — торсионы диаметром 28 мм, расположенные вдоль рамы. Для демпфирования колебаний установлены мощные телескопические амортизаторы.
Задняя подвеска — на продольных полуэллиптических малолистовых рессорах длиной 1550 мм. Ширина листов -75 мм, толщина — 8 мм. Для повышения плавности хода и снижения шума между листами рессор проложены полиэтиленовые прокладки. Рессоры снабжены также реактивными штангами.
Колеса — с глубоким ободом, сварные. Крепятся к ступице на шпильках.
Шины — бескамерные, двухдорожечные, размерами 9,35-15″ (235-380 мм). Давление в передних колесах — 2,1 кгс/см2, задних — 2,3 кгс/см2.
Рулевой механизм — винт с гайкой на циркулирующих шариках и рейка с зубчатым сектором. Передаточное отношение — 17,5. Имеется гидроусилитель с питанием от лопастного насоса, установленного на носке коленчатого вала двигателя. Рулевое колесо — регулируемое относительно водителя.
На всех колесах — дисковые тормоза с внутренним охлаждением, гидравлическим приводом и автоматической регулировкой зазоров.
Диаметр дисков передних колес тормоза — 292,2 мм, задних — 315,7 мм. Привод имеет два независимых контура, каждый из которых действует на все колеса.
Вакуумных усилителей — три: центральный, действующий на главный цилиндр, и два — в каждом контуре. Кроме этого, на ступицах задних колес имеется стояночный барабанный тормоз с механическим приводом, от отдельной педали. Растормаживание — автоматическое.
Автомобиль оснащен 12-вольтовым электрооборудованием, питаемым от генератора мощностью 1,15 кВт и двух аккумуляторных батарей общей емкостью 120 А ч. Передние фары, в том числе противотуманные, — с галогенными лампами.
Масса автомобиля в снаряженном состоянии — 3335 кг, полная (с нагрузкой) — 3860 кг. Максимальная скорость -190 км/ч, причем до скорости 100 км/ч ЗИЛ-4104 разгоняется за 13 с. Тормозной путь со скорости 80 км/ч — всего 40 м. Несмотря на большую базу, радиус поворота составляет 7.6 м.
Контрольный расход топлива по шоссе — 22 л на 100 км, что обеспечивает запас хода не менее 545 км.
Вслед за ЗИЛ-4104 появился один из самых защищенных автомобилей в мире ЗИЛ-4105. Раньше подобные броневики делались только для Сталина. Но вернуться к подобным авто пришлось после неудачной попытки покушения на Л.И. Брежнева в январе 1969 года.
Внешне ЗИЛ-4105 не отличался от предшественника, но если заглянуть под обшивку, то можно обнаружить бронекапсулу с толщиной стенок от 4 до 10 мм, способную выдерживать прямое попадание бронебойных пуль калибра 7,62 мм. Вокруг бронекапсулы и был построен автомобиль. Бронекапсулы изготовили в 20 экземплярах, не считая тех, что предназначались для испытаний. Помимо этого, пассажиров защищали бронестекла толщиной от 43 до 47 мм.
Масса снаряженного автомобиля, в зависимости от его назначения, находилась в диапазоне от 5160 до 5225 кг.
С 1983 по 1985 год машины выдержали испытания, подтвердившие расчетные характеристики. Первый же броневик, поступивший в кремлевский гараж, получил обозначение ЗИЛ-41051.
В 1986 году появился обновленный вариант ЗИЛ-41047 с более выразительной облицовкой радиатора, круглые фары уступили место квадратным компании «Бош» (Bosch), указатели поворота «вписали» в углы передних крыльев, а задние фонари заняли все пространство над бампером. С боковых стекол передних дверей исчезли форточки, зеркала заднего вида заключили в новые корпуса и закрепили не на дверях, а на кузове.
В 1988 году гидромеханическую передачу, унаследованную от ЗИЛ-41045, модернизировали. При этом изменили конструкцию муфты свободного хода.
Машина получила 16-дюймовые колеса и уширенную до 245 мм «резину» марки «Гранит», позволявшую двигаться при поврежденном колесе. Такая шина выдерживала до семи пулевых попаданий.
Эти машины производились штучно, а цикл их изготовления продолжался около полугода. При этом все кузовные панели выколачивали вручную на дубовых шаблонах. Затем их устанавливали на автомобиль, подгоняли по месту, рихтовали и выравнивали с помощью оловянного сплава.
Для окраски применялась нитроэмаль в 15 слоев, с промежуточной сушкой и полировкой каждого из них. Последний слой наносился и полировался уже после обкаточных испытаний, в ходе которых автомобиль набегал до 2000 км.
В 1987 году на шасси ЗИЛ-41047 построили лимузин ЗИЛ-41052, броне-капсулу для которого использовали со списанного ЗИЛ-41051.
В 1994 году в Германии три ЗИЛ-41047 оснастили накладной немецкой броней. Два из них, получивших обозначение ЗИЛ-41047ТБ, осели в кремлевском гараже. Однако в ходе эксплуатации выяснилось, что подвеска и тормоза не справляются с возросшей массой, и автомобили отправили на автозавод, где их превратили в ЗИЛ-41053.
С 1986 по 2003 год изготовили около 200 автомобилей семейства ЗИЛ-4104. Среди них были и машины спецсвязи, внешне не отличимые от обычных лимузинов. и автомобили для охраны правительственных кортежей. Последние имели широкие подножки, большой верхний люк и поручни, огибавшие крышу.