ZiL-135LM se vyráběl v továrně BAZ v Brjansku, byl na rozdíl od verze L vybaven manuální převodovkou. BAZ údajně nebyl schopen sériově vyrábět automatické převodovky. Tím se zhoršily některé jízdní vlastnosti vozu. Automat s hydraulickým měničem točivého momentu umožňoval přenášet síly z obou motorů s rozdílnými kroutícími momenty v daný okamžik, což u manuální převodovky nešlo a muselo se provádět složité seřizování karburátorů a zapalování, aby měly oba motory stejný průběh své činnosti, především v přechodových režimech, jako bylo řazení, rozjezdy atd.

Často se v běžném provozu stávalo, především v bojových podmínkách, že motory pracovaly nesynchronně, což vedlo k jejich rychlejšímu opotřebení. Jeden z motorů se v takových případech stával hlavním (měl přebytečný výkon), druhý vedeným (neměl dostatečný výkon). Hlavní motor se opotřebovával díky nadměrnému zatížení a vedený motor, který brzdil hlavní motor, se opotřebovával ještě rychleji, díky splachování oleje ze stěn válců díky nespálenému benzínu. Při rozjezdech pak docházelo k natáčení vozu k jedné straně, což bylo nebezpečné na úzkých mostech a nájezdech na železniční vagóny. Tyto nedostatky se projevily během bojových činností v Afghánistánu, proto se experimentovalo s montáží jednoho dieselového motoru JaMZ-240, KamAZ-740 nebo 1D12 s hydraulickým přenosem kroutícího momentu. Vozy měly mezinápravový diferenciál pro spojení levé a pravé strany. Toto hlučné, těžké a nespolehlivé spojení všech čtyř náprav přes jeden diferenciál se však neosvědčilo.