スクーデリア・フェラーリとして最後のワークスカーとなったプロトタイプスポーツカー、またフェラーリが獲得した最後の世界メーカー選手権の優勝車両でもある。1970年の春、FIAの決定により1972年からの耐久レース世界選手権は、3Lマシンにチャンピオンシップが掛けられ、その結果、512Sや512M、ポルシェ917などは締め出される運命にあった。そこでフェラーリは先が1年しかない5Lマシンに見切りをつけ、新たに3Lマシンとして312PBを開発することになった。312PBのBはBOXERを表しているが、フェラーリの正式な名称ではなく、1969年の312Pと混同を避けるため、Bがついたと言われる。なお、通常ボクサーエンジンは水平対向エンジンを示すが、312PBのエンジンはひとつのクランクピンを向かい合うピストンのコネクティングロッドが共用している構造上180度V型というべきもので、水平対向エンジンではない。エンジンのベースになったのは、1970年からF1に登場した312Bエンジンで、これをデチューンし耐久仕様とした。このエンジンの構造上の利点は、重心位置が低いこと、エンジン剛性が高いこと、12気筒としては無類に摩擦が少ないことが挙げられる。カム駆動はギアトレインとなり、高回転に寄与した。反面、このエンジンは寿命が短く、1レース毎のプリペアがなければ、まともにレースで戦うことができなかったと言われる（ウォータージャケットの設計が良くなかったとも、シリンダーヘッドの取り付け面に問題があったとも言われる）。燃料噴射装置や点火装置は312Pと全く同様であった。最高出力は440hp/10,800rpmと発表されていた。初期型（1971年型）はエンジンのフロント側に、燃料噴射装置や点火用ディストリビューターが取り付けられていたが、整備性向上のため、1972年型からはエンジンの上方に移動された。シャーシは330P2から続く、「エアロ」と呼ばれる伝統のセミモノコック、ホイールベースは2,220mm、車両重量は585kg（発表時）で312Pより小さく、軽く作られた。サスペンションはF1式の前後ダブルウィッシュボーン、ブレーキもF1からの流用で、ガーリング製のベンチレーテッド、フロント・リアともアウトボードにマウントされた。タイヤ/ホイールもF1と同じフロント13in・リア15inを履く。ホイールはカンパニョーロ製のマグネシウム合金製で、リム幅はフロント10in、リアは15in（1971年型）となっていた。ボディは、512MとCan-Amマシンのデザインを良い所取りしたフェラーリ自社デザイン、製作はトリノのジガーラ&ベルティネッティで、開発時はアルミニウム、実戦型は繊維強化プラスチックで作られた。1971年用の312PBは3台製作され、1970年12月にモデナで披露された後、1台が南アフリカのキャラミ・サーキットでシェイクダウンを行った。1971年をマシンの熟成に当てたフェラーリは、各レースに1台だけエントリーをさせた。312PBは、初レースとなる1971年1月のブエノスアイレス1000kmで、イグナツィオ・ギュンティが後に、「ブエノスアイレスでの悲劇」と言われるアクシデントで事故死し、最悪のデビューとなった。1971年は、同じイタリアのアルファロメオのティーポ33/TT3が3Lクラスのライバルとなり、他の5Lマシンに混じって時折1位を走行するも、その耐久性の低さを露呈し、リタイアになるレースが多かった。最高位はBOAC1000kmの2位であった（ノンチャンピオンシップのイモラ500kmでは優勝している）。1972年、312PBはエンジンの耐久性を高められ、最高出力も450hp/11,000rpmへと向上していた。ギアボックスにも改良が加えられ、ミッションケースが分割式になり、ギアの交換がミッションを降ろさなくてもできるようになった。レギュレーション変更で最低重量が復活した（3Lクラスは650kg）が、最低重量を下回っていた312PBは、その重量差を車体の補強へ使用しシャーシを強化した。ボディ形状も変更され、車体が低められたが、前後ホイールのリムが1in広げられたのに伴い幅が広げられた。1972年用として6台製造され（“0882”から“0892”）、さらにシーズン中2台（“0894”と“0896”）が追加生産され、計8台がシーズンを通して使用された。（“0898”は製作されなかったとする資料と、1972年のモンツァでクラッシュした"0884"の再生に使用されたとする資料がある）。1972年からチーム体制が変えられ、1台につき専属メカニックが3名、1レースに3台出場させる体制であったが、3台1チームを2チーム編成し、交代で出場させる体制がとられた。これでレースに出ていない方のチームは、マラネッロでマシンの整備に専念することになったが、これにより勝利への体制がより強固になったと言える。前年の熟成期間と、新しいチーム体制が功を奏し、第1戦のブエノスアイレス1000kmから、第8戦ニュルブルクリング1000kmまで全て優勝、出場しなかったル・マン24時間レースを除き、出場した全てのレースで優勝し、マニファクチャラーズ・チャンピオンとドライバーズタイトル（ジャッキー・イクス）を獲得した。1973年に向けて、フランスのマトラ・シムカが世界メーカー選手権にフル参戦することを表明、312PBが出場しなかったル・マンで優勝するなど、マトラ・シムカのMS670Bは、実力もフェラーリ312PBと五分と思われた。312PBの1973年型として改良された点は、シャーシではホイールベースを120mm延長されたこと、タイヤが、レースから撤退したファイアストンからグッドイヤーへ変更されたこと、リアブレーキがインボード化され、それに伴いリアサスペンションのロアアームが変更されたことが挙げられる。エンジンはF1での熟成をうけ、ボア・ストロークがF1と同じ80×49.6mmになり、総排気量が2,992ccへ、最高出力も460hp/1,1000rpmへ向上した。ボディは空力が改められ、ノーズ・リアカウルの形状が変更された。更にリアウイングが1972年型より高くされ、エンジンのインダクションポッドが追加された。1973年のチーム体制は、大株主フィアットの意向を受け、大幅な予算削減により、使用マシンは5台で新造はせず、さらにレースの重要度によって、3台と2台を使い分けることになった。シーズン序盤のレースは、第1戦を欠場（資金不足のためといわれる）、第2戦からの参戦であったが、延長されたホイールベースが仇のアンダーステアが解消できず、第4戦のモンツァ1000kmで漸く実力を発揮し優勝した。その後はマトラチームとほぼ互角の戦いを繰り広げたが、ル・マンではマトラに優勝を許し、その後最終戦ブエノスアイレス1000kmが、アルゼンチンの政情不安のためキャンセルされた結果、有効ポイントで勝るマトラにチャンピオンシップを奪われてしまった（この年のチャンピオンシップには有効ポイント制度が導入されていた）。1974年に向けて、フェラーリは312PBのボディスタイルを一新するなど改良を施したが、1973年以後、312PBがワークスとしてスポーツカーレースに出場することはなかった。出場を取りやめた一番の理由は、大株主であるフィアットからレース予算の大幅削減を求められた結果、F1一本へ絞らざるを得なかったためといわれる。その結果、1974年以降F1では大躍進することになった。312PBは1974年以後、プライベーターからいくつかのレースに参戦している。その後フェラーリは、333SP等のマシンを製作はしても、ワークスとしてスポーツカーレースには参加していない。