Nach zahlreichen Ausfällen, die in erster Linie auf Motorendefekte zurückzuführen waren, ließ De Tomaso 1962 von dem früheren Ferrari-Designer Alberto Massimino das Modell 801 konstruieren, das mit einem selbst entwickelten Achtzylindermotor ausgestattet war. De Tomaso gab die Leistung des Achtzylinders mit 170 PS an, was 25 bis 30 PS unter den Werten der gegenüber dem Vorjahr deutlich stärker gewordenen Porsche- und Ferrari-Motoren lag. Beobachter bezweifelten die Richtigkeit von De Tomasos Angaben und vermuteten, dass die Motorleistung tatsächlich noch geringer war. Nachdem De Tomaso auch mit diesem Modell keine Rennerfolge erzielen konnte, stellte er mit Ablauf des Jahres 1963 sein Monoposto-Programm ein. Zwar kündigte Alejandro de Tomaso Ende 1963 noch die Entwicklung eines weiteren Motors an, der zwölf Zylinder haben sollte; dieses Triebwerk kam aber nie über die Projektphase hinaus. Erst 1970, als der Schwerpunkt des Unternehmens bereits auf der Herstellung von Straßensportwagen lag, kehrte De Tomaso in die Formel 1 zurück. Ein gemeinsames Projekt mit Frank Williams Racing Cars sollte eine werbewirksame Begleitung bei der Vermarktung des Sportwagens Pantera sein, kam aber frühzeitig zu einem Ende, nachdem Williams’ Stammfahrer Piers Courage beim Großen Preis der Niederlande in einem De Tomaso 505 tödlich verunglückt war.