Seit 1964 gehörte Mitter zur Porsche-Werksmannschaft. Nachdem er im Porsche 904 des Grafen Beaufort am 3. Mai das Flugplatzrennen in Trier gewonnen hatte, startete er zusammen mit Herbert Linge am 31. Mai erstmals für Porsche beim 1000-km-Rennen auf dem Nürburgring, das das Team auf Platz zwölf des Gesamtklassements beendete. Von 1966 bis 1968 gewann Gerhard Mitter dreimal für Porsche die Europa-Bergmeisterschaft und 1969 zusammen mit Udo Schütz auf Porsche 908 die Targa Florio. In zahlreichen anderen Rennen erzielte er mit Porsche-Sportwagen und Porsche-Prototypen Siege oder gute Platzierungen. Ein Erfolg bei den 24 Stunden von Le Mans blieb ihm versagt. Einem Sieg am nächsten kam er 1969. Der Porsche 908 von Mitter und Schütz lag auf Platz zwei, bevor Udo Schütz nach der Hälfte des Rennens mit dem Wagen einen Unfall hatte.