В 1965 г. Plymouth Belvedere стал среднеразмерным автомобилем, хотя по габаритам он почти не уступал модели 1962 г. и сохранил платформу B-body с колёсной базой 116" (полноразмерный Fury в этом году получил платформу C-body с колёсной базой 119"). Несмотря на отличия в дизайне и размерах, Belvedere имел одинаковую с Fury конструкцию несущего кузова и оснащался теми же силовыми агрегатами: 3.7-литровым рядным 6-цилиндровым 225 (145 л.с.), 5.2-литровым V8 318 (230 л.с.), 5.9-литровым V8 361 (265 л.с.) и 6.3-литровым V8 383 (330 л.с.). Исключение составлял только 4.5-литровый V8 273 (180 л.с.) от компактного Valiant. В зависимости от уровня отделки в продаже были доступны серии Belvedere I (2-х и 4-дверный седаны, универсал) и Belvedere II (2-х и 4-дверный седаны, хардтоп купе, кабриолет, универсал). К среднеразмерной линейке также принадлежал более престижный Plymouth Satellite (хардтоп купе, кабриолет).

Plymouth Belvedere 1965 г. должен был заменить Fury на трассах NASCAR, но в связи с запретом в этом сезоне двигателя Hemi V8 компания Chrysler в знак протеста отказалась от кольцевых гонок и сосредоточилась на дрэг-рейсинге. Возможно, благодаря этому Belvedere стал одним из первых американских muscle-каров. В 1965 г. была выпущена серия из 102 единиц облегчённых 2-дверных седанов Plymouth Belvedere I A990 Super Stock, оснащённых 7-литровым гоночным мотором Hemi V8 426 мощностью 425 л.с. Они разгонялись до 96 км/ч за 8 с. и достигали максимальной скорости 193 км/ч, при этом стоимость пакета составляла $4671. В результате Plymouth Belvedere A990 одержал победу в чемпионате NHRA, а его модифицированная версия с укороченной колёсной базой и стеклопластиковым кузовом была непобедимой в AHRA.

В 1966 г. у Plymouth Belvedere исчезли козырьки на фарах и подоконная линия. Двигатели остались те же, но теперь в качестве опции был доступен и 7-литровый Street Hemi V8 426 мощностью 425 л.с., причём к нему прилагались увеличенные тормоза, усиленная задняя ось, более жёсткая подвеска и соответствующие шины. Всего было продано 531 хардтоп и 10 кабриолетов с этим силовым агрегатом. Когда Belvedere получил омологацию в NASCAR, команда Plymouth выиграла 16 гонок, но победа в чемпионате досталась Dodge. 

В 1967 г. в составе серии Belvedere появилась модификация Belvedere GTX, которая была доступна как хардтоп купе и кабриолет и отличалась тёмной решёткой радиатора, декоративными воздухозаборниками на капоте, двойными выхлопными трубами и спортивной окраской. На GTX устанавливались два силовых агрегата: 7-литровый Hemi V8 426 мощностью 425 л.с. или 7.2-литровый Super Commando V8 440 мощностью 375 л.с. Внутренняя комплектация у GTX была на одном уровне с моделью Satellite, вместе с которой их было продано 32378 ед. Сезон NASCAR 1967 г. ознаменовался абсолютным доминированием Plymouth: команда выиграла 31 гонку, и Ричард Петти завоевал чемпионский титул.