Техзадание по этой машине было составлено в НАМИ еще в 1959-м, а в 1960 — 1961 гг. НАМИ совместно с ЛиАЗ разработали новый городской автобус большой вместимости ЛиАЗ-677 используя наработки ЗиЛа и ЛаЗа. В начале 1962 года эта модель была утверждена взамен ранее планировавшегося к производству заднемоторного автобуса ЛиАЗ-675 (переработанный проект модели ЗиЛ-159). К 7 ноября был построен первый ходовой образец.

ЗиЛ-159 представлял собой огромный шаг вперед по сравнению с предшественником (ЗиЛ-158), но несмотря на это он все же имел ряд существенных конструктивных недостатков таких как: некоторая унификация с устаревшим ЗиЛ-158, малая удельная вместимость, устаревший бензиновый двигатель и механическая коробка передач, что на тот момент уже не соответствовало мировому уровню автобусостроения. Существенным недостатком был длинный задний свес автобуса. Если это было приемлемо на ЗИЛ-158 с передним расположением двигателя, то на заднемоторном ЗИЛ-159 при наличии пассажиров на задней площадке это приводило к перегрузке задней оси и недогрузу передних (управляемых) колёс. Помимо всего этого, заднее расположение двигателя препятствовало образованию задней накопительной площадки и было признано неудачным, поэтому было принято окончательное решение о разработке автобуса с передним или подпольным размещением силового агрегата.

Первый ходовой опытный образец принял участие в праздничной демонстрации в Ликино-Дулёво. Кузов был полностью новым, разработанным с чистого листа. Двигатель позаимствовали у армейского грузовика Урал-375. Главными особенностями конструкции стали: вместимость до 110 пассажиров, двухступенчатая гидромеханическая автоматическая коробка передач «Львов 22.17», созданная конструкторами ЛАЗа и НАМИ, пневматическая подвеска колес и гидроусилитель руля.

В период с 1962−63 гг было построено три опытных образца так называемой первой серии. Их главными экстерьерными признаками являлись двухстворчатые двери. В течении 1963 года опытный автобус представили Государственной комиссии по автоматизации и механизации при Совете министров СССР, на которой он получил положительную оценку. Летом 1964 года пара опытных «677-ых» уже второй опытной серии прошла испытания на горных дорогах в окрестностях Сочи, произведя хорошее впечатление на местных водителей. В следующем году испытания продолжились пробегом Москва-Харьков-Новороссийск-Сочи-Тбилиси-Ереван-Орджоникидзе-Москва, а еще через год, когда было построено уже пять предсерийных ЛиАЗов, их передали для опытной эксплуатации в автокомбинаты Москвы.

После постройки ряда опытных образцов, цикла заводских и приёмочных испытаний, доводки конструкции и устранения конструктивных недостатков (главным из которых являлась неравнопрочность кузова, из-за чего кузов автобуса быстро деформировался при эксплуатации) новая модель была готова к производству. В 1967 году была собрана опытно-промышленная партия в количестве 11 единиц, а к весне 1968 года началось серийное производство ЛиАЗ-677. Однако до главного конвейера ЛиАЗ-677 добрался лишь к 1970 году попутно выпускаясь некоторое время с предшественником ЗиЛ-158.

Попутно с разработкой, испытаниями и началом серийного производства базовой городской модели велось освоение производных модификаций таких как: 677А (северная модификация для работы в регионах с холодным климатом), 677Б (пригородная модификация с одноуровневым полом и отсутствием накопительной площадки), 677 В (экскурсионная модификация для непродолжительных туристических поездок), 677Д (модификация с различными вариантами дизельных двигателей), 677П (перонная модификация для обслуживания аэропортов), 677 Г (автобус работающий на газобалонном оборудовании), 677Э (экспортный вариант с улучшенным исполнением экстерьера и интерьера предназначенный для внешнего рынка) и передвижных телевизионных станций. Некоторые модификации стали производиться серийно или мелкосерийно, а некоторые так и остались страницей истории в виде единичных опытных образцов.

Наращивание темпов производства удалось наладить к 1975 году перейдя отметку в 10000 выпускаемых автобусов в год.