В 1965 г. организация FIA ввела новые правила для Формулы-2, в соответствии с которыми на болидах можно было использовать двигатели не более чем с шестью цилиндрами, и для получения омологации требовалось выпустить как минимум 500 серийных машин с таким силовым агрегатом в течение года. Это была плохая новость для Энцо Феррари, поскольку на его заводе в Маранелло не хватало производственных мощностей для изготовления автомобилей большими сериями. Тогда Феррари обратился к председателю Fiat Джанни Аньелли с предложением разработать совместную спортивную модель с двигателем V6. Руководство компании дало согласие на сборку автомобиля в Турине, но под маркой Fiat, а Феррари назвал его Dino - по прозвищу своего сына, погибшего в 1956 г. В 1966 г. Fiat Dino поступил в продажу, а через год Феррари разработал ещё один спорткар под тем же именем - центральномоторное купе Dino 206 GT.

Fiat Dino был представлен на Туринском автосалоне 1966 г. с кузовом Spider от Pininfarina и на Женевском автосалоне 1967 г. с кузовом купе 2+2 от Bertone. Внешне эти два варианта выглядели как две разных модели, потому что кузова изготавливались отдельно в соответствующих ателье. Родстер с колёсной базой 2280 мм имел упрощённую виниловую отделку (в 1967 г. на приборной панели и рулевом колесе появились деревянные вставки) и только два полноценных сиденья. За доплату он комплектовался съёмной виниловой крышей. Фастбэк-купе с колёсной базой 2550 мм, спроектированное Джорджетто Джуджаро, было более комфортабельным. Альтернативные стили от Pininfarina - купе Berlinetta и 3-дверный универсал Parigi - в серию не пошли.

Fiat Dino 1966-1969 гг. оснащался 12-клапанным двигателем V6 DOHC объёмом 1987 см3 и мощностью 160 л.с., расположенным спереди под капотом. Такой же двигатель мощностью 180 л.с., полученный инженером Аурелио Лампреди из гоночного мотора Феррари, ставился на Dino 206 GT. Его конструкция включала блок цилиндров из магниевого сплава с углом развала 65°, полусферическую камеру сгорания, два верхних распредвала и три карбюратора Weber. Крутящий момент передавался на задние колёса через гидравлическое однодисковое сухое сцепление, полностью синхронизированную 5-ступенчатую механическую коробку передач Fiat и самоблокирующийся дифференциал. В 1968 г. в список стандартного оборудования вошло электронное зажигание Dinoplex C производства Magneti Marelli. Fiat Dino имел двухконтурную тормозную систему с вакуумным усилителем и дисками Girling на всех колёсах, независимую переднюю подвеску на двойных поперечных рычагах со стабилизатором поперечной устойчивости и жёсткий задний мост на продольных полуэллиптических рессорах.

В 1969 г. Fiat Dino получил 2.4-литровый двигатель V6 с чугунным блоком, мощностью 180 л.с., а также независимую заднюю подвеску на поперечных рычагах и пружинах, новую коробку передач ZF и увеличенные тормоза. Вместе с тем последовали и незначительные изменения во внешнем оформлении, затронувшие преимущественно решётку радиатора. Кроме того, производство модели было перенесено в Маранелло. Всего с 1966 по 1972 гг. было построено 7803 экземпляра Fiat Dino: 3670 купе и 1163 родстера первой серии и 2398 купе и 420 родстеров второй серии.