С 1962 по 1968 гг. компания Ferrari выпустила несколько разных моделей с индексом 330: гоночные Ferrari 330 TRI/LM, Ferrari 330 GTO и Ferrari 330 LMB (с передним расположением двигателя), среднемоторный прототип Ferrari 330P, четырёхместные купе Ferrari 330 America и Ferrari 330 GT 2+2, двухместное купе Ferrari 330 GTC и двухместный кабриолет Ferrari 330 GTS. Все эти автомобили оснащались одним и тем же алюминиевым мотором V12 SOHC конструкции Коломбо, объёмом 3967 см3 (330 см3 в пересчёте на каждый цилиндр). В серийной версии с тремя 2-камерными карбюраторами Weber его мощность составляла 300 л.с. У первой модели Ferrari 330 America этот силовой агрегат был установлен на шасси Ferrari 250 GTE с колёсной базой 2600 мм и стандартным кузовом купе 2+2 от Pininfarina. В 1963-1964 гг. было построено 50 таких машин, после чего в продажу поступила Ferrari 330 GT 2+2.

Если Ferrari 330 America отличалась от модели 250 GTE только двигателем, то сменившая её Ferrari 330 GT 2+2 была совершенно новым автомобилем, не похожим на другие Ferrari. Она получила стильный двухдверный кузов от ателье Pininfarina, разработанный Томом Тьярдой. Сохранив такие элементы, как наклонная крыша на тонких стойках, клетчатая решётка радиатора и вентиляционные отверстия в передних крыльях, дизайнер полностью переделал хвостовую часть, увеличив объём багажника и заменив плавники горизонтальными фонарями. Но самым заметным решением стали косые сдвоенные фары разного диаметра, известные как "кошачий глаз". Многим поклонникам марки они не понравились, поэтому в 1965 г. на Ferrari 330 GT 2+2 Series II их заменили слегка утопленными одинарными фарами.

Ferrari 330 GT 2+2 базировалась на трубчатой раме с колёсной базой 2650 мм и расширенной колеёй. Передняя подвеска была независимой, на двойных поперечных рычагах и пружинах со стабилизатором поперечной устойчивости, задняя - зависимой, на продольных полуэллиптических рессорах и пружинах. В оснащение входили регулируемые телескопические амортизаторы Koni, двухконтурная тормозная система с дисками Dunlop на всех колёсах, 4-ступенчатая механическая коробка передач с автоматическим овердрайвом (на второй серии - 5-ступенчатая механическая) и 15-дюймовые легкосплавные или спицованные колёса Borrani с шинами Pirelli Cinturato 205 VR15. Внутри Ferrari 330 GT 2+2 имела кожаный салон, панель приборов из шпона и деревянный руль Nardi. На Series II в список опций вошли усилитель руля, усилитель тормозов и кондиционер. Всего с 1963 по 1967 гг. было продано 1089 единиц этой модели. 

У Ferrari 250 GTO не было открытой версии, но этот пробел сумели восполнить бывшие инженеры Maserati Джорджио Нери и Лучиано Боначини вместе с американцем Томом Мидом. Первый Nembo Spyder (Nembo - аббревиатура от названия ателье Neri & Bonacini) был построен в 1965 г. по заказу Серджио Браиди на длинном шасси Ferrari 250 GT и окрашен в тёмно-синий цвет. За ним последовало алюминиевое нотчбэк-купе в красном цвете Rosso Chiaro, тоже на базе Ferrari 250 GT LWB. Второй Nembo Spyder, сделанный в 1967 г. для Билла Диксона, базировался на коротком шасси 250 GT SWB, был окрашен в тёмно-бордовый цвет и имел съёмную жёсткую крышу. Третий Nembo Spyder, основанный на платформе 250 GTE 2+2, отличался акульим носом как у Ferrari 156 F1 и закругленным хвостом как у Ferrari 250 GT SWB. Он был доставлен заказчику из Ливана в недостроенном виде и только недавно прошёл реставрацию. Наконец, четвёртый Nembo Spyder, представленный на фото, Джорджио Нери построил в 1998 г. на шасси Ferrari 330 GT 2+2. 

В 1969 г. на шасси Ferrari 330 GT 2+2 1965 г. по заказу Норберта Наварро был установлен эксклюзивный кузов от Drogo. 

В марте 1966 г. на Женевском автосалоне дебютировала двухместная Ferrari 330 GTC (Coupe), а во второй половине года на Парижском автосалоне была представлена её открытая версия Ferrari 330 GTS (Spyder). Обе модели были производными от Ferrari 275 GTS (1964-1966), у которой они унаследовали короткое шасси с колёсной базой 2400 мм и независимую заднюю подвеску на двойных поперечных рычагах и пружинах со стабилизатором поперечной устойчивости. 4-литровый двигатель Colombo V12 SOHC мощностью 300 л.с. и 5-ступенчатая коробка передач были позаимствованы у Ferrari 330 GT 2+2. Дизайн получился комбинированным: спереди автомобиль напоминал Ferrari 500 Superfast, а сзади и сбоку повторял очертания Ferrari 275 GTS. Кузов собирался из стали на заводе Pininfarina в Турине. Лёгкая, элегантная и роскошная, Ferrari 330 GTC/GTS была хорошим компромиссом между спортивной Ferrari 275 GTB/4 и четырёхместной Ferrari 330 GT 2+2. С 1966 по 1968 гг. было произведено 600 купе и 100 кабриолетов, включая специальные версии (пять экземпляров Ferrari 330 GTC Coupe Speciale, построенных в 1967 г., получили кузов в стиле Ferrari 365 California). 

В 1967 г. Джованни Микелотти построил на базе Ferrari 330 GT две специальных машины для Луиджи Чинетти: двухместное купе и таргу.

Компания Vignale не строила кузова для Ferrari с тех пор, как в 1954 г. эту деятельность монополизировало ателье Pininfarina. Но в 1968 г. Луиджи Чинетти обратился в Vignale с предложением сделать из Ferrari 330 GT трёхдверный универсал - Shooting Brake. Альфредо Виньяле выполнил заказ, установив на шасси 330 GT необычный кузов с посадочной формулой 2+2 и третьей дверью, который выделялся решётками на фарах и двухцветной жёлто-зелёной окраской. Автомобиль был представлен на Туринском автосалоне 1968 г. 

В начале 70-х гг. Луиджи Чинетти обратился в ателье Zagato, чтобы добавить в свой салон несколько экзотических Ferrari. Первый автомобиль братья Элио и Джанни Загато построили на шасси старой Ferrari 250 GT SWB. Это был двухместный кабриолет с клиновидным кузовом, у которого сдвоенные фары скрывались за поворачивающимися горизонтальными жалюзи, а решётка радиатора находилась ниже переднего бампера. Известная как Ferrari 3Z Spyder, эта машина была представлена на Туринском автосалоне 1971 г., а затем была продана через дилерский центр Чинетти. В 1974 г. для Туринского и Женевского автосалонов была изготовлена ещё одна похожая Ferrari на базе модели 330 GTC. Она имела крышу тарга и прозрачные крышки на фарах.