ЗИЛ-158А (1957) — туристический, отличался остекленными скатами крыши, заглушенной задней дверью и 4-рядной планировкой салона, число мест для сидения — 36; партия таких автобусов была построена к Московскому международнаму фестивалю студентов и молодежи. Примечательно, то что он стал первым представителем автобусов серии ЗИЛ (ЛиаЗ)-158. ЗИЛ-158Д (1959) — глубокая модернизация базовой модели ЗИЛ-158 с унифицированными штампованными панелями задней и передней частей кузова, трехрядной планировкой салона и увеличенными накопительными площадками. Серийно не выпускался;
ЗИЛ-158+Аремкуз-2ПН-4 (1959—1961) — опытный автобусный поезд, состоявший из тягача ЗИЛ-158 и автобусного прицепа Аремкуз-2ПН-4. Несколько таких «поездов» проходили опытную эксплуатацию в Москве в 1959—1961 гг. Имеются данные, что в Крыму в период летних отпусков составлялись троллейбусно-автобусные поезда из МТБ-82 и ЗиЛ-158, а в Ленинграде автобусные прицепы изготовляли из списанных троллейбусных кузовов, но такие «поезда» отработали недолго из-за повышенного износа автобуса-тягача; <http://cars.staroe.ru> ЛиАЗ-158В (1961—1970) — модернизированный автобус. Были усилены основание и каркас кузова, внедрена комбинированная подвеска колес (на рессорах и пневмобаллонах), усовершенствованы тормоза, применен модернизированный двигатель ЗИЛ-158В с повышенной до 6,5 степенью сжатия (бензин А-72) и увеличенным до 34,5 кгс-м при 1100 об/мин крутящим моментом. Внешне данная модификация отличалась отсутствием окон в вентиляционных люках на крыше, а также окошек по углам на задних скатах крыши; ЛиАЗ-158ВА (1961—1969)— модернизированный туристический автобус.
Механические изменения аналогичны мод. ЛиАЗ-158В; ЛиАЗ-5Э-676 (1962) — экспериментальный сочлененный четырехдверный автобус на базе модели ЛиАЗ-158В. Длина 15,43 м, пассажировместимость 123 чел, снаряженная масса, 10 800 кг, максимальная скорость 60 км/ч. Серийно не выпускался, так как мощности двигателя типа ЗИЛ-130 было совершенно недостаточно для столь тяжелой машины; РА1 «рельсовый автобус тип 1» (1962) — двухвагонная автомотриса с использованием кузовов и силовой передачи автобуса ЛиАЗ-158. Собрано 2 экземпляра.
Кроме того, различными автотранспортными предприятиями и конторами автобусы ЗИЛ(ЛиАЗ)-158 переоборудовались после конца пассажирской эксплуатации в грузовые фургоны, машины технической помощи, передвижные пункты питания и др. технику.
