W 1991, po 7 latach produkcji, Testarossa została poddana pierwszej poważnej modernizacji. Wnioskując po zmianach zewnętrznych wydawać by się mogło, że wcale nie były one duże, jednak najwięcej nowego jest w środku. Ulepszenia wymuszone były przede wszystkim przez nowego konkurenta – Lamborghini Diablo. Zaprezentowany na marcowym salonie genewskim 512 TR przyniósł ulepszenia w wyglądzie i osiągach.

Włoskie biuro stylistyczne Pininfarina pod rządami Leonardo Fiorantiego przeprowadziło wspaniałe, delikatne uaktualnienie wyglądu, którego Testarossa tak bardzo potrzebowała. Karoseria zyskała bardziej nowoczesne światła, mimo iż te główne dalej pozostawały chowane, co pozwoliło zachować bardzo nisko i płasko poprowadzoną maskę. Dolna czarna listwa została wyparta na rzecz występującej w kolorze nadwozia, z dwoma wlotami powietrza, podobnej do tej z modelu 348. Tylne światła zostały przyciemnione, zmieniono też kształt pokrywy silnika. Wnętrze zostało przeprojektowane w całości. Z ciekawych elementów należy wymienić nowe siedzenia, które obniżyły kierowcę i pasażera o 13 cm, gwarantując więcej miejsca na głowę.

Silnik, podobnie jak 80% wszystkich części samochodu, także został zaktualizowany. Nazwa Testarossa została ograniczona tylko do skrótu TR, do której dodano trzycyfrowy kod oznaczający konfigurację silnika – 5-litrowe V12 o kącie rozwarcia 180 stopni. Pomimo, że pojemność skokowa pozostała bez zmian, opracowano nowe tłoki i wtryski paliwa, wzrósł też stopień sprężania do wartości 10,1:1. Niżej zamontowana skrzynia biegów w porównaniu z ramą nośną sztywniejszą o 13% zapewniły wyraźne polepszenie przyczepności. Zmiany te pozwoliły na walkę na równi z konkurentem z Bolonii na trzy kolejne lata, do momentu kiedy przyszedł czas na najmniej znaną ewolucję modelu - F512 M.