Взята очередная высота. ДАЗ-485 испытан, одобрен, началась подготовка к его производству. В марте 1951 года – вторая Сталинская премия. Но новый поворот судьбы – завод переходит в другую отрасль, получает номер 586 и Главного конструктора М.К.Янгеля, а Грачев переводится в Москву на ЗИС. В июле 1951 года он появился на нем, назначенный заместителем Главного конструктора. На ЗИСе он по-прежнему занимался сложными и важными работами: внедрением в производство 485 й амфибии, модернизацией трехосных грузовиков (в частности, содействовал рождению знаменитого ЗИЛ- 157) и бронетранспортеров, созданием междугороднего автобуса его звездный час наступил только в июле 1954 года. Именно тогда по инициативе Г.К.Жукова (а с ним В.А.Грачев встречался не раз) при заводе было образовано Специальное конструкторское бюро (СКБ) по созданию средних колесных арттягачей, многоцелевых армейских транспортеров и установок на их базе. Совершенно закономерно, что именно Грачев стал начальником СКБ и его Главным конструктором.
Работа началась с создания целого ряда разнообразных ходовых макетов многоосных машин для изучения взаимодействия различных движителей и их вариантов с деформируемыми средами, отработки новых силовых схем вездеходов, их узлов и агрегатов. Грачев сам разрабатывал основные технические концепции будущих машин, конструкции наиболее оригинальных узлов. Редко кто из главных конструкторов так работал. К тому же он всегда считал, что машину надо делать лучше, чем задано в ТТХ, идти впереди потребностей, опережая требования заказчиков Он их сам и искал – с трудными, по интересными темами, нужными стране. Для решения этих задач широко и осмысленно привлекалась наука: МВТУ, МАМИ, КАДИ, Бронетанковая академия, часть НИИ-21. Именно под его влиянием и при материальной поддержке совершила крупнейший скачок вперед теория проходимости упругого колеса по деформируемым поверхностям, собран богатейший экспериментальный материал о взаимодействии различных видов и конструкций шин, других движителей с самыми тяжелыми средами – снегом, болотом, густой грязью. Впервые были сделаны четкие выводы и разработаны рекомендации по дальнейшему безошибочному выбору оптимальных типов и видов движителей для работы в конкретных условиях бездорожья. Грачев впервые сформулировал понятие профильной проходимости и технически решил сопутствующие этому задачи. Радикально было расширено понятие и опорной проходимости, изучено влияние удельного давления на взаимодействие с грунтом – в ряде случаев не такое, как считалось.