512 BB在1976年的Paris Salon上发布，取代365 GT4/BB并一直生产到1981年，随后它被512 BBi取代，后者采用燃油喷射来替代汽化器。在此期间，共生产了929辆此款跑车，底盘编号从19677一直到38487。新车型的名称比它的前任更加显而易见，而且它摒弃了法拉利以单缸容积排量命名的习惯。它反而延续了从Dino系列开始的主题 – 指代总发动机容量和汽缸数目。因此，该款车名表示的是12缸的5升发动机。车型名称中的“BB”部分与之前的“Berlinetta Boxer”意义相同 – 表示采用水平对置布局的两排六个汽缸。新车型的基本原则、外形及特色与被它取代的之前车型相似，但视觉上的一些小差异将这两款车型与前任们区分开来，而在表面之下，新车的最大区别则是提高了发动机容积。

512 BB和365 GT4/BB在视觉上的差异主要体现在车鼻翼和车尾。下巴扰流器现在包含了更低的鼻板，车尾的三尾灯组件和三个排气管给大号双圆形透镜以及配对的双配气管让出了空间。双尾灯排列效仿1971年Turin Salon上展示的最初原型上的车灯。365 GT4/BB的网状尾板被黑色缎面的水平百叶式尾板取代，并对发动机罩的百叶式排列进行了更多调整。车身两侧使用后轮拱罩的NACA向前导管来冷却排气系统，同时后轮轮距也从1520毫米增加到了1563毫米。

车身安装在2500轴距底盘上，出厂参考号为F 102 BB 100，全部按照奇数底盘号公路赛车顺序编号。构造遵循与365 GT4/BB相同的原则 – 钢管底盘框架配以承载式中央电池。同样与365 GT4/BB相同的是，512车型提供右座或左座驾驶形式，但从未制造过美国市场版本。标准公路车轮采用合金五轮辐“星状”模式，Rudge式轮毂带有减速毂盖 — 虽然有些市场的立法规定采用大号八角形轮毂螺帽。车轮覆盖着有双液压回路和伺服援助的大号通风刹车盘。叉臂、螺旋弹簧和液压减震器则提供了全面独立悬架，配有双后装置和前后防倾保护杆。

扁平式十二缸发动机与365 GT4/BB配备的发动机采用相同配置，但它的立方容量达到4943cc，缸径和冲程为82毫米 x 78毫米，出厂类型参考F 102 B 000。它每排选择皮带传动的顶置双凸轮轴，采用基本的构造、操作原理以及发动机和变速器布局，除了使用干底润滑和液动离合器之外，其他部分都与365 GT4/BB相同。512 BB配备了四个三腔式Weber 40 IF 3C化油器、单配电器，由左后进气门凸轮轴和电子点火系统驱动，能够产生据称340 bhp马力。尽管较早的365 GT4/BB比稍后的版本能产生更多动力，但更大的发动机提供了更大的扭矩和更好的驾驶性能。

从上世纪七十年代起到八十年代中期，Berlinetta Boxer与来自美国的特许经销商Luigi Chinetti之间展开了一段激烈的竞争。他们的主要战场是勒芒GT类别赛，以早期稍作修改的公路赛车为基础，他说服工厂研发赛车版本 — 512 BB LM，512 BB LM由法拉利在摩德纳的Assistenza Clienti部门建造，采用在Pininfarina的风洞研发的截然不同的车身设计。这些赛车为私人客户建造了两个小系列，但它们从未像正式车队赛车一样参加过比赛。勒芒赛的最好成绩是1981年获得的IMSA类别冠军和团队第五、以及1982年的团队第六的成绩。