Der 512 S, der in lediglich drei Monaten von einem Team unter der Leitung von Mauro Forghieri gefertigt wurde, verfügte über einen Leichtetall-V12-Motor mit fünf Liter Hubraum und vier Ventilen pro Zylinder. Der Rohrrahmen wurde auf dem P4 und dem 612 basierend entwickelt. Die Karosserie wurde unterdessen von Giacomo Caliri entworfen und zur Gewichtsersparnis aus Polykarbonat gefertigt. Der 512 S wurde als Berlinetta und Spider gebaut, nahm in den Jahren 1970 und 1971 an den Automobilbauerweltmeisterschaften teil und siegte in den Rennen in Sebring und Kyalami.