L'apparition, au Salon de Paris d'octobre 1964, de la 275 GTB qui remplaçait la 250 GT Lusso, constitua sur plusieurs aspects un tournant important dans l'histoire du modèle. La 275 GTB n'est pas exempte de critiques. On lui reproche sa transmission affectée de vibrations et une stabilité assez aléatoire à grande vitesse, sans parler de son coffre à bagages occupé par la roue de secours.
D'où la présentation d'une nouvelle version du modèle au salon de Bruxelles de 1966. La proue a été remodelée (allongée et surbaissée) afin de supprimer la portance du dessin précédent .
Les voitures toujours dessinées par le maître Pininfarina ainsi restylées seront baptisées " nez longs ". Quant au coffre, il a été agrandi quelques mois auparavant au salon de Paris, en même temps que la lunette arrière prenait de l'ampleur.
Présentée au salon de Paris de 1966 et dotée, comme son nom l'indique, d'une distribution à quatre arbres à cames en tête, la 275 GTB/4 est la première Ferrari de route ainsi équipée.
Bien qu'il présente les mêmes cotes, son V12 diffère à maints égards du moteur à arbre unique par banc de cylindres (dont la présence d'un carter sec). Pourvu de six carburateurs double corps Weber, il développe 300 ch à 8000 tr/mn couplé à une boite à 5 rapports.
Les suspensions avant et arrière à roues indépendantes et bras triangulaire disposent, des ressorts hélicoïdaux, et des amortisseurs téléscopiques.
Les jantes de 14 pouces en alliage léger ou à rayons Borrani logent quatre Freins à disques hydrauliques.
Par rapport à la précédente évolution de la GTB, la GTB/4 se reconnaît extérieurement au bossage central de son capot. Sa carrière sera courte en raison de la fermeture du marché américain pour cause de normes antipollution.
La gamme Ferrari sera renouvelée et la succession de la 275 GTB sera assurée par la 365 GTB/4 Daytona . Au total, 800 exemplaires de la 275 GTB et GTB/4 auront été produits de 1964 à 1968, dont 332 unités pour la version à quatre arbres à cames en tête.