Под руководством Дэвида Брауна фирма Aston Martin возобновила свою спортивную программу и в 1952 г. построила первый со времён войны чисто гоночный автомобиль. Это был Aston Martin DB3, спроектированный бывшим инженером Auto Union фон Эберхорстом. После нескольких гонок оказалось, что он слишком тяжёлый и неконкурентоспособный, несмотря на передовое трубчатое шасси и заднюю подвеску De Dion. Тогда машина была переделана и получила новый аэродинамический кузов из алюминия и укороченную колёсную базу.

Aston Martin DB3S оснащался тем же 2.9-литровым рядным 6-цилиндровым двигателем Lagonda, что и серийный Aston Martin DB2/4, но с повышенной степенью сжатия и тремя карбюраторами Weber он выдавал 225 л.с., а в специальной версии с нагнетателем - 240 л.с. За время существования модели с 1953 по 1956 гг. дизайн кузова и характеристики совершенствовались ежегодно. Всего было сделано 11 автомобилей для гоночной команды Aston Martin и ещё 20 для продажи.

В целом DB3S оказался более успешным, чем DB3. Он так ни разу и не победил в Ле-Мане, но в 1955 и 1956 гг. занимал второе место. В других гонках этот Aston Martin показывал превосходные результаты, побеждая в Чартерхилле, Сильверстоуне, Гудвуде и Tourist Trophy. Кроме открытых родстеров было построено пять купе DB3S, но из-за высокой подъёмной силы они обладали плохой устойчивостью на высоких скоростях. По этой причине одно из них разбилось в Ле-Мане в 1954 г., а ещё два были переделаны в родстеры.