thumb|ZiS-101A W roku 1940 zaprezentowano zmodernizowaną wersję modelu - ZiS-101A. Samochód charakteryzował się m.in. nieco mocniejszym silnikiem (podniesiony stopień kompresji). Powstały 8752 egzemplarze ZiSa 101 we wszystkich odmianach. Samochód został zastąpiony przez model ZiS-110.
W latach 1939–40 zbudowano w ZiS dwa samochody w wersji ambulansu. Po wojnie, w 1949 roku 30 samochodów zostało zaadaptowanych do tej roli z nowym nadwoziem przez zakłady remontowe Ariemkuz w Moskwie, pod oznaczeniem AKZ-4. Podczas remontów po wojnie były też tworzone nowe nadwozia typu furgon (m.in. przez Ariemkuz) lub pick-up, także z podzespołami mechanicznymi od innych samochodów.
Eksploatacja ZiS-101 był pierwszym produkowanym w ZSRR samochodem klasy luksusowej. Podstawowym przeznaczeniem ZiSów-101 była służba w charakterze limuzyn dla funkcjonariuszy państwowych i partii komunistycznej. Jednakże, próbna eksploatacja w garażu specjalnego przeznaczenia (parku samochodowym Kremla) wykazała problemy z jakością i gorsze osiągi od samochodów importowanych, wobec czego nie były one używane przez najwyższe władze państwowe. ZiSów wczesnych serii używał też operacyjny oddział NKWD przeznaczony do eskorty dygnitarzy.