Der 512 M (wobei das “M“ für „modifiziert“ stand) war der direkte Nachfahre des 512 S. Aus der im Motorsport gesammelten Erfahrung brachten die Ferrari-Ingenieure stärkere rückwärtige Scheibenbremsen sowie eine neue Aufhängung ins Spiel. Das leichtere und gleichzeitig stärkere Triebwerk hatte nun neue, effizientere Zylinderköpfe, wobei der 4-Ventil-Aufbau des 512 S beibehalten wurde. Das Karosseriedesign wurde überarbeitet um es niedriger und aerodynamischer zu machen. Nachdem der Wagen im Jahr 1970 auf der Rennstrecke von Zeltweg debütiert hatte, nahm der 512 M an den Automobilbauerweltmeisterschaften des Jahres 1971 teil.