W Biurze Konstrukcyjnym Przemysłu Motoryzacyjnego w Warszawie i oddziale łódzkim nieprzerwanie pracowano nad dalszym rozwojem samochodów Star. Celem obniżenia kosztów eksploatacji postanowiono zastosować w tych pojazdach silnik ZS. Ze względu na produkowane już zespoły podwoziowe nawy silnik musiał mieć parametry zbliżone do silnika 5-472. Z uwagi na zamienność obu silników masę nowej jednostki napędowej ograniczono do 400 kg. Przewidywany wzrost ładowności samochodów Star stwarzał konieczność zastosowania w nich silników o mocy ok. 90 kW, a zatem projektowany silnik musiał umożliwiać w przyszłości osiąganie mocy o 30% wyższej.
Badania drogowe prototypowych samochodów wyposażonych w silnik ZS oznaczone symbolem S-53 rozpoczęto już w 1958 roku. Okres badań dopracowywania konstrukcji i przygotowania produkcji trwał cztery lata. W produkcyjnej wersji silnika S-53 zastosowano wtrysk paliwa do komory wirowej usytuowanej w głowicy. Kadłub silnika był wykonany ze stopu lekkiego, a jego konstrukcja umożliwiała zastosowanie tulei cylindrowych o większej średnicy wału korbowego w większym wykorbieniu.
Serie informacyjna samochodów ciężarowych z silnikami ZS zmontowana została w Starachowicach w lipcu 1962 roku. Samochody te, oznaczone jako Star 27, produkowane były równolegle ze Starem 25. Zewnętrznie pojazdy te różniły się jedynie napisem na atrapie. W podwoziu Stara 27 zastosowano pneumatyczny nadciśnieniowy mechanizm wspomagający hamulce, zasilany ze sprężarki mocowanej przy silniku. Instalację elektryczną zaopatrzono w drugi akumulator, gdyż wymagał tego mocniejszy rozrusznik zasilany prądem o napięciu 24 V. Produkcja nowego, bardziej ekonomicznego modelu systematycznie wzrastała.
Ostatnią poważniejszą zmianą wprowadzoną w samochodach rodziny Star 25/27 było zastosowanie nieco większych silników. Samochody oznaczone jako Star 25 M1 otrzymały silniki typu S-474, o większej objętości skokowej i mocy.
W samochodach Star 27 M1 zastosowano silniki S-530 A, których objętość skokowa została również powiększona, przy czym moc znamionowa pozostała bez zmian, wzrósł natomiast moment obrotowy. Uznano, że dalszy rozwój Stara w dotychczasowej postaci jest nieuzasadniony. Potrzebna była gruntowna modernizacja wraz ze zwiększeniem ładowności pojazdu. Produkcja Starów z serii 25/27 została zakończona w 1968 roku.

W stosunku do modelu Star 25 w Starze 27 zastosowano nadciśnieniowy system wspomagania hamulców, drugi akumulator oraz mocniejszy rozrusznik.

Star 27 wyposażany był wyłącznie w kabinę wagonową typu N20 produkowaną przez zakłady SHL z Kielc. Od 1964 roku stosowane były zmodernizowane kabiny typu N20.1, w których wzmocniono punkty mocowania do ramy pojazdu oraz poprawiono izolację termiczną i akustyczną.

Wraz z standardową odmianą modelu Star 27 rozpoczęto produkcję, ciągnika siodłowego Star C27, przystosowanego do pracy w zestawie z jednoosiową naczepą skrzyniową typu D60 lub naczepą furgonową typu D40, które produkowane były przez Zakłady Budowy Nadwozi Samochodowych w Kożuchowie. W celu zapewniania możliwości przewozów ładunków o dużych gabarytach, wprowadzono do oferty model Star 27L. Pojazd ten posiadał wydłużoną ramę, dzięki czemu rozstaw osi zwiększony został do 3850 mm.

Elementy jezdne i napędowe modelu Star 27 zastosowane zostały w produkowanych w latach 1964-1967 przez Sanocką Fabrykę Autobusów, autobusach San H27A i San H27B.