Der 365 GTS „Spider“ löste den 330 GTS gegen Ende des Jahres 1968 ab, wobei jedoch das erste Exemplar erst 1969 gefertigt wurde. Das Modell war mit seinem Vorgänger beinahe identisch, abgesehen von den Lufteinlässe, die sich nun auf der Motorhaube und nicht mehr an den Kotflügeln befanden.

Ein weiterer Unterschied war, dass der 330 GTS eine kleine “330″-Plakette auf dem Kofferraumdeckel unter dem Ferrari Schriftzug aufwies, während der 365 GTS nur über den Ferrari Schriftzug verfügte. An Bord des Wagens hatte es einige kleine Veränderungen am Armaturenbrett und auf der Mittelkonsole gegeben. Am offensichtlichsten waren zwei runde Gebläseöffnungen auf der Oberseite in der Mitte des Armaturenbretts. Wie beim 330 GTS so wurden auch für dieses Modell die Karosserien bei Pininfarina in Turin gefertigt und bei Ferrari mit den mechanischen Komponenten versehen.

Das Faltverdeck wurde am 365 GTS durch ein Paar Clips in der Mitte am oberen Rand der Windschutzscheibe festgeklemmt, während es geöffnet durch ein Vinylcover abgedeckt werden konnte. Ansonsten war der Wagen mit dem 365 GTC identisch Die Karosserien waren auf einem Fahrgestell aus Stahlrohr mit einem Radstand von 2.400 mm und der Werksbezeichnung 592C montiert. Allesamt trugen ungerade Nummerierungen, wie es bei den Straßenwagen zu diesem Zeitpunkt üblich war – von 12163 bis 12493. Das Layout des Modells war mit dem das es ablöste praktisch identisch. Lediglich der Hubraum wurde für das neue Modell erweitert. Serienmäßig wurden Zehnloch-Leichtmetallfelgen montiert, wie es bereits beim Vorgänger der Fall war. Borrani-Speichenfelgen gab es weiterhin als Sonderausstattung.

Das Triebwerk wurde im Vergleich zum 330 GTS vergrößert und war dem des 365 GT 2+2, das bereits gefertigt wurde als man den 365 GTS ankündigte, identisch. Das V12-Triebwerk mit Werksbezeichnung 245/C hatte eine obenliegende Nockenwelle pro Zylinderreihe, während der Hubraum – mit Bohrung und Hub von 81 respektive 71 mm – 4.390 ccm betrug. Dazu kamen entweder drei Weber 40 DFI/5 oder 40 DFI/7 Doppelvergaser mit Doppelspule und hinter dem Motor montierten Doppelverteiler-Zünd-System. Die Leistung wurde mit 320 PS angegeben. Der 365 GTS und der 365 GTC sollten die letzten Ferrari-Modelle mit nur einer obenliegenden Nockenwelle pro Zylinderreihe sein. Obwohl der 365 GT 2+2 nach dem Auslaufen der Produktion des 365 GTC weiterhin gefertigt wurde, so begann die Produktion doch vor dem anderen Modell. Der 365 GTS hatte das gleiche 5-Gang-Transaxle-Getriebe und Einzelhinterradaufhängung wie der 330 GTC. Wie bei allen Wagen des Hauses Ferrari seit Beginn der 60er Jahre war er mit Scheibenbremsen rundum und einer auf die Hinterräder wirkende Kabelhandbremse ausgestattet. Der 365 GTS wurde nur für extrem kure Zeit gefertigt und wurde im Laufe des Jahres 1960 aus der Modellpalette genommen, wobei zu diesem Zeitpunkt lediglich 20 Exemplare fertiggestellt waren. Dies macht ihn zu einem der seltensten Modelle seiner Zeit.