После сокрушительного поражения в NASCAR в 1962 г. компания Ford решила во что бы то ни стало завоевать чемпионский титул. Она занялась разработкой своего "секретного оружия" - 7-литрового гоночного двигателя V8 427. Этот силовой агрегат предельно допустимого правилами NASCAR объёма (6964 см3) имел коленчатый вал и поршни из кованой стали, "горячий" распределительный вал, алюминиевые головки цилиндров и полусферические камеры сгорания. Его мощность составляла 410 л.с. с одним 4-камерным карбюратором (Q-code) или 425 л.с. с двумя 4-камерными карбюраторами (R-code). Во втором варианте мотор устанавливался только на автомобили модификации Lightweight, максимально приближённой к гоночной машине для NASCAR. Пакет R-code включал 4-ступенчатую коробку передач Borg Warner, высокопрочное сцепление, усиленную подвеску и тормоза, алюминиевые бамперы, капот, багажник и крылья из стекловолокна, 15-дюймовые колёса и облегчённый интерьер без радио, отопителя и часов. Основным внешним отличием Galaxie Lightweight была каплевидная выпуклость на капоте, под которой с трудом помещался огромный воздушный фильтр.

В середине 1963-го модельного года Ford Motor Company ещё на один шаг приблизилась к победе в NASCAR, выпустив 2-дверный хардтоп с наклонной крышей типа полу-фастбэк и суженным задним стеклом. Таким образом, она исправила свою прошлогоднюю ошибку - замену обтекаемого фастбэка Starliner на обычный 2-дверный седан с квадратной крышей. Чтобы получить омологацию в NASCAR, оставалось продать не менее 100 таких машин. Это была безумная идея: если стандартный фастбэк Galaxie 500 XL со всеми удобствами стоил $3268, то с пакетом R-code за $462 его цена доходила до $4200. При этом Ford Galaxie Lightweight весил на 170 кг меньше и был доступен только в белом цвете с красным кожаным салоном. Тем не менее, фирма смогла продать необходимое количество автомобилей и получить доступ на трек. Результат не заставил себя ждать: в этом сезоне NASCAR Ford одержал победу над всеми конкурентами, обогнав Chevrolet, Pontiac и Plymouth.

В связи с введением среднеразмерной модели Fairlane базовый полноразмерный Ford теперь назывался просто 300, за ним следовал Galaxie 500, а топовое место занимал Galaxie 500 XL с отдельными ковшеобразными сиденьями и улучшенной отделкой. В серии Galaxie 500 XL можно было купить 2-х или 4-дверный хардтоп, фастбэк или кабриолет, а Galaxie 500 предлагался также в виде 2-х или 4-дверного седана. Устаревший двигатель Y-Block V8 292 был заменён небольшими моторами от Fairlane: 4.3-литровым V8 260 (164 л.с.) и 4.7-литровым V8 289 (195 л.с.), за ними следовали большеблочные V8 352 (5.8 л., 220 л.с.), V8 390 (6.4 л., 300 л.с.) и V8 406 (6.6 л., 385 или 405 л.с.). Автомобиль можно было заказать с 3-х или 4-ступенчатой механической коробкой передач и с двумя автоматическими: 3-ступенчатой Cruise-o-Matic или 2-ступенчатой Ford-o-Matic. 

В 1964 г. дизайн полноразмерных моделей Ford в очередной раз был изменён: кузов стал более скульптурным, сбоку появилось широкое углубление с прямой хромированной полосой, решётка радиатора получила горизонтальную волнистую структуру. Компания не скрывала, что разрабатывала автомобиль для гонок NASCAR, и для улучшения аэродинамики квадратная крыша была заменена наклонной даже на седанах. Самым дорогим и комфортабельным был Ford Galaxie 500 XL с ковшеобразными сиденьями и улучшенной отделкой, доступный с кузовами 2-х или 4-дверный хардтоп и кабриолет, промежуточное положение занимал Galaxie 500 (седаны, хардтопы и кабриолет), базовая модель снова обозначалась как Ford Custom (только седаны). Список силовых агрегатов в этом году немного сократился: остались 6-цилиндровый 223 (3.7 л., 138 л.с.), V8 289 (4.7 л., 195 л.с.), V8 352 (5.8 л., 250 л.с.), V8 390 (6.4 л., 300 л.с.) и 7-литровый V8 427 мощностью 410 или 425 л.с. в зависимости от карбюратора.

Пока автомобили Ford второй сезон подряд доминировали в NASCAR, инженеры продолжали работать над двигателем V8 427, намереваясь достичь ещё большей мощности. В результате был создан самый мощный силовой агрегат, когда-либо установленный на американский серийный автомобиль - "Cammer" V8 427. Его объём остался прежним (6964 см3), но в конструкцию были внесены существенные изменения: клапанная система SOHC (один верхний распредвал на каждый блок цилиндров), полусферические камеры сгорания, улучшенная выпускная система. По оценкам, мощность достигала 616 л.с. при 7000 об/мин с одним 4-камерным карбюратором и 657 л.с. при 7500 об/мин с двумя 4-камерными карбюраторами. Однако надежды Ford на абсолютное лидерство в NASCAR не оправдались. Когда конкуренты из Chrysler узнали о новом двигателе, они сделали всё, чтобы заставить руководство NASCAR запретить использование механизма SOHC. Кроме того, в соответствии с новыми правилами для омологации нужно было выпустить уже не 100, а 1000 серийных автомобилей, поэтому Cammer так и не удалось сделать легендой NASCAR. Этот мотор предназначался исключительно для гонок и никогда не ставился на заводе, но в ограниченных количествах продавался дилерами по цене $2350. В наши дни Cammer 427 можно встретить на некоторых Ford Galaxie 1961-1964 гг., специально переоборудованных владельцами. Двигатель также использовался на гоночных автомобилях для дрэг-рейсинга и показал выдающиеся результаты в чемпионате NHRA.