ЗИУ-6 — опытный городской автобус, унифицированный с троллейбусом ЗИУ-5, выпуск которого начался в начале 60-х годов. Автобус, получивший название ЗИУ-6, был самым большим и вместительным среди других аналогов, созданных к тому времени в Советском Союзе. В его салоне могли свободно разместиться 120 пассажиров. Удобство посадки-высадки обеспечивали широкие четырех-створчатые передняя и задняя двери и вместительные накопительные площадки возле них. В основе кузова ЗИУ-6 вагонной компоновки лежал сварной каркас из штампованных металлических деталей, обшитый дюралюминиевым листом.
Главная техническая особенность, делавшая конструкцию этого автобуса чрезвычайно прогрессивной и современной не только в те времена, но и сегодня, — расположение силового в базе, под полом пассажирского салона. Именно такое расположение двигателя значительно увеличило вместимость машины.
Понятно, что для 18-тонной машины мог быть использован единственный, во второй половине пятидесятых годов, мощный двигатель — ЯАЗ-206Д (мощность — 180 л.с., крутящий момент — 780 H*м). Но этому мешало то, что этот дизель по своим габаритам никак не мог разместиться в пространстве между полом салона и днищем автобуса и к тому же имел очень высокую шумность. Поэтому конструкторам завода имени Урицкого пришлось иметь дело с двигателем ЗИЛ-158, мощностью 109 л.с. Он был рассчитан для использования на грузовике полной массой 7-8 т и никак не смог бы в одиночку полноценно работать на автобусе тяжелее почти в 2,5 раза. Поэтому конструкторам пришлось объединить в силовом агрегате сразу два двигателя ЗИЛ-l58, установив их друг за другом и соединив, для синхронизации работы, гидромуфтой заимствованной у легкового автомобиля ГАЗ-12. Чтобы двигатели вписались в габариты моторного отсека, с помощью специалистов НАМИ была до возможного минимума уменьшена их высота, и кроме этого, они были установлены с наклоном 60° к вертикали. Суммарная мощность двух силовых агрегатов в этом случае составила 210 л. с. Коробка передач была пятискоростной и имела дистанционное электропневматическое управление. В результате высота пола пассажирского салона получилась всего 800 мм, тогда как, к примеру, этот параметр у автобусов Икарус-280 и ЯАЗ-5267 (Яхромского автобусного завода), у которых силовой агрегат также расположен в базе, составляет 920 мм.
И все же принятые меры не решили проблему. Двигатели ЗИЛ-l58 не могли обеспечить автобусу необходимых технических характеристик и, кроме того, вероятность поломки при совместной работе двух двигателей, к тому же объединенных таким сложным агрегатом, как гидромуфта, была значительно больше, чем у одного двигателя. Попытка оборудовать автобус горизонтальным двигателем, разработанным в НАМИ, закончилась безуспешно: он так и не был освоен в производстве Ярославским заводом. Так что ЗИУ-6, опередивший свое время, так и остался опытным образцом.