ЗИЛ-431410УАМЗ получил усовершенствованный двигатель ЗИЛ-508.1000400 с новой головкой блока цилиндров (130-1003012-20) с винтовыми впускными каналами и уменьшенным объёмом камер сгорания, в результате чего степень сжатия повысилась до 7,1. Топливо осталось прежним – бензин А-76.
На автомобиль стал монтироваться карбюратор К-88АТ, воздушный фильтр ВМ-21 и распределитель зажигания 46.3706. На часть грузовиков ставился карбюратор К-90 с системой автоматического управления экономайзером принудительного холостого хода (САУ ЭПХХ) с электронным управлением. В этом карбюраторе подача топлива в каналы системы холостого хода регулировалась электромагнитными клапанами, управлявшимися электронным блоком управления. В блок управления поступали сигналы от датчика частоты вращения коленчатого вала, в качестве которого использовался распределитель зажигания, датчика углового положения дроссельных заслонок и датчика температуры охлаждающей жидкости, в соответствии с которыми он выдавал команды на включение клапанов. Система работала только в режиме принудительного холостого хода (при торможении двигателем).
Кроме того, на этом двигателе была введена замкнутая система вентиляции картера, полностью исключавшая выброс картерных газов в окружающую среду, в связи с чем был упразднён фильтр вентиляции картера, располагавшийся в маслозаливной горловине, с этого времени снабжённой глухой крышкой. Очищенный воздух поступал в картер сквозь горловину через шланг, подключённый к воздушному фильтру двигателя.
Вместо трёх компрессионных колец на поршне двигателя начали устанавливаться два из легированного чугуна повышенной прочности (верхнее – хромированное).
Было упразднено заливное (смотровое) отверстие в верхней части картера главной передачи двухступенчатого заднего моста, его функции стало исполнять контрольное отверстие в задней крышке картера.
Часть машин оборудовалась бесконтактной системой зажигания.
С начала выпуска на всю линейку автомобилей семейства ЗИЛ-431410 монтировалась многоконтурная тормозная система, при этом продолжали выпускаться и машины с обычной одноконтурной системой, однако данное обстоятельство никак не отражалось на индексации грузовиков.
На модели с обычной тормозной системой по-прежнему ставился приборный щиток типа КП204, а машины с многоконтурным тормозным приводом (МТП) теперь комплектовались новым щитком приборов типа 12.3805 со щитком сигнализаторов и переключателей.
Началась установка правой подножки кабины с лючком для доступа к воздушному баллону рабочей тормозной системы.
В остальном конструкция автомобиля и перечень его деталей и узлов не имели отличий от выпускавшихся ранее моделей ЗИЛ-130-76 и ЗИЛ-130-80.
На базе ЗИЛ-431410 выпускались шасси для специализированных автомобилей, длиннобазные грузовики и шасси, седельные тягачи, самосвальные шасси, их газобаллонные варианты, а также бортовые машины и шасси с экранированным электрооборудованием, по своему назначению и конструкции, схожие с модификациями на базе ЗИЛ-130. Кроме этого производились версии для районов Крайнего Севера и экспортные варианты для работы в условиях умеренного и тропического климатов. По своему назначению, конструкции и комплектации эти грузовики были аналогичны их предшественникам, выпускавшимся на базе ЗИЛ-130.
Непосредственно на ЗИЛе семейство ЗИЛ-431410 выпускалось до 30 декабря 1994 года (последний выпущенный автомобиль имел номер шасси 3.388.312), при этом с сентября 1992 по 2010 год автомобили семейства ЗИЛ-431410 изготавливались в Новоуральске на филиале ЗИЛа - Уральском автомоторном заводе. Автомобили, выпущенные этим предприятием, отличались от московской машины примененным оперением кабины от полноприводного ЗИЛ-131Н, поскольку выпуск этой кабины к тому времени был полностью переведен в Новоуральск.
