Na sezon roku 1964 przygotowywany był następca modelu 250 GTO w klasie GT. Pierwszym kandydatem na tą posadę był 250 LM, ale z oczywistych względów został odrzucony na etapie homologacji przez FIA. SEFAC na szybko więc przygotowała siedem zmodyfikowanych bolidów na bazie oryginalnego GTO, ale wiek konstrukcji dawał się już we znaki - GTO '64 często przegrywały z Cobrami Shelby'ego.

Kiedy klientom przedstawiono 275 GTB, logicznym rozwinięciem było przygotowanie nowego Competizione na jego bazie. Ale popularność klasy GT malała na rzecz prototypów, gdzie Ferrari musiało się zmierzyć z silnym oporem amerykańskiego giganta - Forda.

Pierwsze trzy egzemplarze zostały zbudowane na przełomie lat 1964/65. Już na starcie napotkały one problemy z uzyskaniem homologacji powodowane zbyt małą wagą w porównaniu do samochodu bazowego. Ostatecznie, po szantażu Ferrariego, że opuści stawkę, kompromis został osiągnięty po kilku miesiącach. Powstały samochód miał więcej wspólnego z poprzednikami niż nową berlinettą. Mauro Forghieri, któremu zlecono modyfikację nadwozia, zaczął od... zmniejszenia go. Wymiary stanowią 7/8 oryginału. Reszta zmian kieruje 275 Competizione w stronę GTO - aluminiowa karoseria o grubości zaledwie jednego milimetra autorstwa Scagliettiego zyskała bardzo aerodynamiczne kształty - najwydatniej widać to z przodu, gdzie pięknie poprowadzony nos odznaczał się lepszymi właściwościami aerodynamicznymi i bardzo przypominał ten z protoplasty. Dodatkowo, pierwszy egzemplarz - s/n 6701 - zyskał nawet takie same półokrągłe wloty powietrza nad owalnym grillem. Zostały one dodane jednak dopiero dużo później, by rozwiązać problemy z chłodzeniem. Wcześniej montowano centralnie na masce otwór przejęty z 250 GT Lusso. Pod głównymi reflektorami zamontowano drugą parę pomocniczą - ale okrągłych, a nie jak wcześniej prostokątnych. W tył wpasowano większy ogon Kamma zapewniający większy docisk. Wszystkie szyby poza przednią zostały zastąpione pleksiglasem. Dla zaoszczędzenia wagi rury, z których była zrobiona rama, były cieńsze i jeszcze nawiercane. Jedyną wzmocnioną częścią konstrukcji był dach, który - tak jak w 250 GTO - miał niezależną od reszty ramę. Także wnętrze zostało pozbawione wszelkiego wyposażenia poza wyścigowym, a pozostawione panele są jedynym dostrzegalnym gołym okiem świadectwem związku z drogowym GTB.

Aby dostrzec drugie, trzeba zdjąć maskę: samochód był napędzany przez taki sam co cywilny odpowiednik 3,3 litrowy Tipo 213, będący rozwinięciem jednostki znanej z zarzuconego 250 LM (który tak naprawdę po powiększeniu pojemności silnika powinien się nazywać 275, nazwę dla zachowania pozorów kazał zostawić Ferrari). Bloki silników Competizione odlewano za to z lżejszego aluminium, a wiele części zostało wykonanych z magnezu - jak miska olejowa i pompa paliwowa. Poszerzono średnice kanałów dolotowych i wylotowych, wymieniając przez to też gaźniki (w ilości sześciu sztuk) na DCN3. Wałek rozrządu przejęto bez zmian z 250 GTO, wzmocniono wał korbowy i cylindry, dzięki czemu można było zwiększyć stopień sprężania z 9,2:1 do 9,7:1 albo 9,8:1. Dało to wzrost mocy o 20 KM do równych 300. Dla zaspokojenia większego apetytu na paliwo zamontowano 7 litrów większy bak z bieżącego bolidu F1 - modelu 156.

Z trzech egzemplarzy właściwie tylko jeden się ścigał - pierwszy stanowił przygotowawczy prototyp, a ostatni z pierwszej trójki - s/n 7185 - na starcie stanął tylko raz: w 1965 w dwunastogodzinnym wyścigu na Sebring. Nie dojechał jednak do mety. Silnie eksploatowany za to był najpopularniejszy egzemplarz serii - s/n 6885 - najczęściej spotykany w żółtych barwach drugiego właściciela marki - Ecurie Francorchamps. Belgowie kupili go, by stanąć nim na starcie 24 heures du Mans w 1965 - samochód z zadania wywiązał się znakomicie: skończył na trzecim miejscu w klasyfikacji generalnej (za dwoma 250 LM), a na pierwszym w klasie. Pozostałe osiągnięcia egzemplarza to drugie miejsce w klasie miesiąc przed Le Mans na Nuerburgring 1000 km (reprezentując jeszcze SEFAC) i dwukrotnie pierwsze miejsce w Pucharach Nassau (raz w klasyfikacji ogólnej w listopadzie i miesiąc później w klasie), kiedy samochód należał już do NART.

Na tym nie koniec historii modelu: pod koniec 1965 roku Enzo Ferrari zwołał spotkanie w celu zorganizowania budowy czwartego egzemplarza o podobnej specyfikacji. Zamówił go Edoardo Spreafico z Mediolanu, który chciał zgłosić swoją scuderię do Monza 1000 km. Za sterami miał usiąść jego kolega - Lorenzo Bandini. Już po zbudowaniu samochodu Enzo Ferrari postanowił, że Bardini wystartuje w tym wyścigu zupełnie nowym i bardziej konkurencyjnym Dino 206 S s/n 852, a egzemplarz zostanie przekazany załodze Pessina/Botalla. Był to ostatni występ modelu tej serii - skończył na trzecim miejscu w klasie, 19. ogólnie, dowodząc, że ostatnia generacja GTO nigdy nie była bolidem na miarę swoich krewnych. Przyczyn tego należy szukać wyłącznie w skoncentrowaniu się firmy na rozwoju innych, bardziej obiecujących projektów.