Ferraris første bil i 1966 bestod af en 3,3-liters V12 motor, der var taget fra Ferrari 275P2 sportsbil prototyper, modificeret til 3000cc, og monteret i bagsiden af et F1-chassis. Betegnelsen "312", som ville blive brugt på en række senere biler, indikerede en "3"-liters, "12"-cylindret motor. Motoren var temmelig tung, og på grund af den reducerede kapacitet, lavere på effekt og især drejningsmoment. John Surtees kørte denne maskine uden held i Monaco, mens Lorenzo Bandini kørte en Ferrari Dino 2,4-liters V6. Surtees vandt det andet løb,
1966 Belgisk Grand Prix, en bane, der favoriserede magt med sine lange ligebaner, men 1964-mester forlod efter en række med manager Eugenio Dragoni. Spørgsmålet handlede om prioriteringer i racing, da Ferrari var under pres fra Ford i sportsvognsracing, og F1-indsatsen var noget negligeret. Mike Parkes erstattede Surtees, der gik til Cooper, der brugte Maserati-motorer, og sluttede anden i førermesterskabet med en yderligere sejr. For Ferrari vandt Ludovico Scarfiotti også et løb, det italienske Grand Prix i 1966 i Monza, som hjalp Ferrari med at blive nummer to i konstruktørmesterskabet.