Из-за сокращения габаритов и неудачного стиля полноразмерный Plymouth 1962 г. не пользовался спросом, хотя в других отношениях он был неплохим автомобилем. Более того, он весил меньше своих конкурентов и обладал лучшей управляемостью, что давало преимущества в гонках NASCAR. Специально для соревнований класса Super Stock компания разработала 6.8-литровый двигатель V8 413 с клиновидными камерами сгорания, известный как Max Wedge. С двумя 4-камерными карбюраторами мотор выдавал 410 или 420 л.с., и этого было достаточно, чтобы составить конкуренцию Chevrolet Bel Air 409 и Ford Galaxie 406. Однако в сезоне NASCAR 1962 г. Plymouth выиграл только 11 гонок из 53-х, в основном благодаря талантливому гонщику Ричарду Петти. В следующем году объём силового агрегата был увеличен до 6974 см3, а мощность в гоночной настройке Max Wedge Stage II со степенью сжатия 13.5:1 составила 425 л.с. В результате Plymouth выиграли 19 гонок, но уступили лидерство аэродинамическим Фордам с моторами V8 427.

Чтобы достичь окончательной победы над Ford в 1964 г., на Plymouth был впервые установлен легендарный двигатель V8 426 Hemi мощностью 425 л.с. По сути это был тот же 7-литровый блок, что и у Max Wedge, но он имел полусферические камеры сгорания и два 4-камерных карбюратора под одним воздушным фильтром. С самого начала сезона Ричард Петти и его коллеги по команде убедительно показали возможности Plymouth Hemi, заняв первые три места в Дайтона-Бич. Это был тяжёлый удар для Ford, и на следующий год конкуренты сделали всё, чтобы Plymouth выбыл из NASCAR: руководство чемпионата запретило двигатель Hemi в связи с его неоспоримым превосходством над другими моторами.