Enzo Ferrari avait réussi à convaincre les dirigeants d'homologuer la 250 GTO dans la catégorie Grand Tourisme, mais l'Italien n'aura malheureusement pas pu faire la même chose pour la descendante, la 250 LM. La ruse n'a en effet pas fonctionné et la commission sportive internationale (CSI) se rend vite compte que la 250 LM est tout sauf une évolution de la 250 GTO.


Le moteur est placé en position centrale arrière et sa cylindrée, qui était de 3 litres sur la 250 GTO, passe à 3.3 litres. Ferrari utilisant la cylindrée unitaire pour nommer ses autos, la 250 LM aurait même dû s'appeler 275 LM (275 cc par cylindre). Avec 320 ch et un poids contenu sous les 900 kg, les performances sont évidemment de premier ordre mais ne suffisent malgré tout pas pour la 250 LM qui est obligée de se battre contre les prototypes, étant donné que la CSI a refusé son homologation en catégorie GT.


Elle remporte malgré tout les 24 Heures du Mans en 1965 avant que la monstrueuse Ford GT40 ne vienne troubler les esprits d'Enzo Ferrari l'année suivante sur l'épreuve Mancelle.