Nella primavera del 1957 la Ferrari compì un ulteriore sforzo sul motore 12 cilindri destinato alle vetture Sport, portando la cilindrata totale a 4023cc. La vettura che adottò questa motorizzazione fu denominata 335S e si affiancò alla 315S e alla 290MM. La 335S dimostrò tutto il proprio potenziale alla Mille Miglia del 1957, anche se la vittoria andò alla 315S di Piero Taruffi. La 335S, però, assicurò alla Ferrari il mondiale Sport di quell'anno, con una doppietta al GP del Venezuela a Caracas. La carriera della 335S proseguì anche nel 1958, quando le vetture ufficiali ricevettero una carrozzeria modificata che si ispirava alle linee della nuova 250 TR.
La Ferrari 315S chassis 0646, nata come 290S fece il proprio debutto in gara alla 1000km di Buenos Aires del 1957. Nel marzo dello stesso anno partecipò alla 12 Ore di Sebring in Florida con Luigi Musso e Alfonso De Portago, con il motore aggiornato alle specifiche 315S, concludendo al settimo posto assoluto e quinto di classe Sport 5 litri. Per la Mille Miglia il motore fu aggiornato al tipo 335S: con Alfonso De Portago e Edmund Nelson la vettura fu protagonista del disastro di Guidizzolo, che pose fine alla storia della Mille Miglia.