Zaprezentowany w 1964 model 275 GTB zastąpił niepowtarzalnego 250 GT Lusso, uważanego za jeden z najpiękniejszych modeli wszech czasów. To zmotywowało konstruktorów na tyle, aby stworzyć jeszcze lepszy model – nie ustępujący wdziękiem i z wieloma nowoczesnymi rozwiązaniami technicznymi. Zapowiadał też koniec dużej i wyjątkowo udanej rodziny modeli 250.

Stylistycznie 275 GTB przypominał 250 GTO, zachowując jednak przy tym charakter poprzednika. Długa maska (po pierwszych 250 egzemplarzach jeszcze bardziej wydłużona) i mało szklanych powierzchni nadały autu agresywny wygląd. Tył wieńczył zintegrowany spojler, przypominający ten z 250 GTO. Nadwozie zaprojektował Pininfarina.

Technologicznie model ten można uznać za wręcz przełomowy. Po raz pierwszy w drogowym Ferrari zastosowano niezależne zawieszenie z tyłu. Położona z tyłu skrzynia biegów zapewniła prawie idealny rozkład mas na osie i więcej miejsca w środku. Konstrukcja dalej była oparta na rurowej ramie nośnej i w tym zakresie w dużym stopniu przypominał poprzednie 250 GT. Silnik o pojemności 3,3 litra był rozwinięciem wyścigowej odmiany tego stosowanego w 250 LM, osiągał moc 280 lub 320 KM, zależnie od ilości gaźników (trzy lub sześć). Dwa lata później zastąpiono go wersją z dwoma wałkami rozrządów – stąd nazwa 275 GTB/4. Jego moc wzrosła do 300KM.

Wspaniale zestrojone zawieszenie w połączeniu z nowoczesnym silnikiem dało osiągi na tamte czasy więcej niż zadowalające – już pierwszy model osiągał 240 km/h, przy czym następca z dwoma wałkami rozrządu aż 260 km/h. Po raz kolejny Ferrari stało się obiektem pożądania wszystkich fanów motoryzacji. Łącznie wyprodukowano 455 egzemplarzy modelu 275 GTB i 280 późniejszego 275 GTB/4. Zastąpił go równie sensacyjny model 365 GTB, popularnie nazywany Daytona.