Après la 250 P, l’étape suivante de l’évolution n’est pas facilement perceptible de l’extérieur.
Pour la saison 1964, Ferrari conserva le châssis de la 250 P, ne modifiant que très légèrement la carrosserie, un pare-brise modifié et un arrière redessiné dans le style de la 250/275 LM.
Deux versions de la P à moteur V12 furent préparées, une 275P équipée d’un 3.3 Litres de 320 chevaux et la 330P équipée d’un 4 Litres de 370 chevaux couplé à une boite à cinq rapport et alimenté par 6 carburateurs Weber 38 DCN.
Cela permettait à Ferrari de choisir la meilleure configuration en fonction des circuits, que ce soit les. Lacets de la Targa Florio ou la ligne droite des Hunaudières.
La Ferrari 330 P était équipée de 4 freins à disques Dunlop et d’une suspension Indépendantes avec des amortisseurs Koni.
Ferrari remporta le Titre Sport Prototype en 1964 avec plusieurs victoires acquises par des voitures équipées de châssis de 1963.
Mais c’est la 275 P qui remporta les 24 Heures du Mans 1964, devant deux 330 P (alors que les 330 P étaient normalement plus rapides aux Mans).