В 1962 г. компания Porsche отказалась от участия в Формуле-1 и занялась подготовкой новой модели для гонок спортивных автомобилей в классе GT. Для получения омологации правила FIA требовали выпустить не менее 100 серийных машин. Ферри Порше понимал, что сделать это будет трудно, но решил пойти на риск и разработать центральномоторное гоночное купе с кузовом из стеклопластика - Porsche 904. Оформить дизайн он поручил своему старшему сыну, тоже Фердинанду Порше, а изготовление стеклопластиковых панелей возложил на авиационную фирму Heinkel. Двухместный кузов с коэффициентом аэродинамического сопротивления 0,34 был установлен на стальную лестничную раму с колёсной базой 2300 мм. Впервые в истории Porsche подвеска у спорткара была не на торсионах, а на двойных поперечных рычагах и винтовых пружинах. На всех колёсах стояли дисковые тормоза. Первоначально Porsche 904 должен был оснащаться оппозитным 6-цилиндровым мотором от Porsche 911, но тот ещё не был завершён, и вместо него взяли оппозитный 4-цилиндровый двигатель Фюрманна с двумя верхними распределительными валами (DOHC), полусферическими камерами сгорания, сухим картером и двумя карбюраторами Weber. Как и на серийном Porsche 356C 2000 GS Carrera 2, его объём составлял 1966 см3, но мощность достигала 180 л.с. За силовым агрегатом располагалась 5-ступенчатая механическая коробка передач в одном блоке с ведущим задним мостом.

Porsche 904 - это внутризаводской индекс модели, а продавалась она как Porsche Carrera GTS, потому что система трёхзначных обозначений с нулём посередине принадлежала компании Peugeot. За год на Porsche 904 было сделано достаточно заказов, чтобы удовлетворить требованиям омологации, несмотря на то, что цена автомобиля составляла внушительные $7245. В своей первой гонке в Себринге в 1964 г. автомобиль занял 9-е место в общем зачёте и 1-е место в категории прототипов. Это было начало успешной гоночной карьеры, ознаменовавшейся такими достижениями, как победа в Targa Florio (1964), 3-е место в Нюрбургринге (1964) и 1-е места в классе до 2000 см3 в Ле-Мане (1964 и 1965), Спа (1964 и 1965), Реймсе (1964), Монце (1965) и Дайтоне (1965). Кроме того, Porsche 904 доминировал в своём классе во многих раллийных гонках, и в 1965 г. занял 2-е место в ралли Монте-Карло.

Всего за два года было построено 120 экземпляров Porsche 904 Carrera GTS. В это число входили прототипы 904/6 и 904/8, оснащённые соответственно оппозитными 6-ти (1991 см3) и 8-цилиндровыми (1962 см3) двигателями. В 1965 г. на смену Porsche 904 пришёл гоночный Porsche 906, который уже не был доступен в продаже.