Per la stagione di Formula 1 del 1967 la 312 venne modificata abbastanza a fondo, con cerchi in lega di magnesio a cinque raggi della Campagnolo e con l'impiego della fibra di vetro per la carrozzeria che portò il peso minimo kg 530 kg. La potenza salì a 390 cavalli; al Gran Premio d'Italia venne montata la testata a 48 valvole per una potenza massima di circa 410 cavalli. La vettura fu guidata da Chris Amon, Mike Parkes, Ludovico Scarfiotti, e Lorenzo Bandini, che rimase ucciso nel corso del GP di Monte Carlo. Nel corso della stagione vennero conquistati quattro terzi posti con Chris Amon, ma nessuna vittoria e il quinto posto nella classifica costruttori con 20 punti.