Das Jahr 1966 brachte der Formel 1 die 3-Liter-Formel und Ferrari die 312er-Serie. Schon im Jahr davor setzte Ferrari einen 12-Zylinder-Motor im 158 ein, aber erst der Ferrari 312 hatte fix den 12-Zylinder im Heck. Die Zahl 12 stand in den Typenbezeichnungen daher ab 1966 für 12-Zylinder und dieser Motor wurde bis in die 1990er-Jahre zum Markenzeichen der Formel-1-Rennwagen von Ferrari. Zu Beginn der Saison fuhr Bandini noch den Wagen mit einem 2,4-Liter-V-6-Motor, der für die Tasman-Serie gebaut wurde. Surtees sicherte der Scuderia mit dem Sieg beim Großen Preis von Belgien den ersten Erfolg für einen Ferrari mit 12-Zylinder-Motor in der Weltmeisterschaft. Ludovico Scarfiotti siegte in Monza mit dem 312er und einem 12-Zylinder-Motor mit 32-Ventilen. Er ist bis heute der letzte Italiener, der auf einem Ferrari im königlichen Park gewinnen konnte. Surtees trat noch während des Jahres nach einem heftigen Streit mit Dragoni als Ferrari-Pilot zurück und wechselte zu Cooper. Seinen Platz nahm Testfahrer Mike Parkes ein.