In der Markenweltmeisterschaft 1970 war der 512S mit unterschiedlichen Karosserievarianten am Start, die sich jeweils an den Anforderungen der einzelnen Rennstrecken orientierten. Neben den Coupés gab es halboffene Spider und auch die Langheckausführung Coda Lunga, speziell für die 24 Stunden von Le Mans. Aus Mangel an Entwicklungszeit und entsprechender Rennvorbereitung gelang im Jahr 1970 nur ein einziger Sieg bei den 12 Stunden von Sebringüber die zuverlässigeren Porsche 917. Dies war auch der einzige Rennerfolg eines Ferrari 512 in der Markenweltmeisterschaft. Für das 1000 km Rennen am Österreichring 1970 wurde der 512S dann zum 512M aufgewertet. Hier zeigte sich der 512M dem Porsche 917 sofort überlegen und fuhr einige Rundenrekorde, ehe Ickx/Giunti das Rennen wegen auftretenden Lichtmaschinenproblemen vorzeitig beenden mußten. Die folgenden 1000 km von Kylami gewannen die beiden dann mit 2 Runden Vorsprung vor Siffert/Ahrens im Porsche 917. Bis zum Jahr 1975 war der Ferrari 512 auch vereinzelt in der nordamerikanischen CanAm-Serie und der europäischen Interserie im Renneinsatz.
Der zu sehende Ferrari 512 M mit einem Hubraum von 4994 ccm und 12 Zylindern war im Plateau 5 der Le Mans Classic 2018 am Start.
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