Parallèlement au développement du V8 de la 158 F.1, Ferrari réalise le projet d'un V12 de 1,5 litre à 180 degrés, utilisé sur la 512 F.1, et qui fera ses débuts avec Bandini au GP du Mexique en 1964. Le reste de la voiture reprend assez fidèlement les caractéristiques de la 158. La carrière de la 512 F1 sera assez courte car la nouvelle réglementation entrée en vigueur à partir de 1966 (moteurs de 3000 cm3) bloquera son utilisation fin 1965. Même du point de vue des résultats, la 512 F1 ne laissera pas de marque particulière dans l'histoire de Ferrari, à part une deuxième place au GP de Monaco 1965.