Возобновление сотрудничества Shelby и Ford в начале 2000-х гг. привело к возрождению легенды - muscle-кара Mustang GT500. Как и в прежние времена, модификация GT500 вывела серийный Мустанг на новый уровень производительности, наделив его характеристиками настоящего суперкара. Основным отличием Shelby GT500 от обычного Ford Mustang GT стал 5.4-литровый компрессорный двигатель Modular V8 DOHC, который выдавал 500 л.с. Этот мотор имел много общего с силовым агрегатом Ford GT, и работал в паре с 6-ступенчатой механической коробкой передач Tremec 6060. Ещё одним преимуществом GT500 являлась его доступная цена, не свойственная автомобилям такого класса.

В процессе преобразования Мустанга 5-го поколения его шасси и кузов изменились незначительно. Спереди осталась подвеска типа MacPherson со стабилизатором поперечной устойчивости, сзади - жёсткий мост с цилиндрическими пружинами и штангой Панара. Машина оснащалась вентилируемыми перфорированными дисковыми тормозами Brembo, алюминиевыми 18-дюймовыми колёсами и шинами P255/45 ZR18 спереди и P285/40 ZR18 сзади. В дизайне Shelby Mustang было заметно более агрессивное оформление передней части, с трапециевидной решёткой радиатора и перевёрнутым воздухозаборником аналогичной формы в переднем бампере. GT500 также можно идентифицировать по изображениям кобры вместо значков Ford и двойной полосе, проходившей через весь кузов. Салон автомобиля почти полностью покрывался чёрной кожей, за исключением сидений и дверных панелей из красной кожи.

Результат совместной работы Шелби и отдела Ford Special Vehicle Team (SVT) был представлен на автосалоне в Нью-Йорке в 2005 г. Выпускалась модель на заводе Ford в Флэт-Рок (Мичиган) в количестве около 10000 ед. в год. В 2006 г. появилась версия GT500 Convertible, а в 2008 г. - высокопроизводительные модификации GT500 KR и GT500 Super Snake, названные в честь соответствующих исполнений классических Mustang. Первая из них имела капот из углеволокна и выдавала 540 л.с., вторая же была перестроена более основательно: с наддувом Kenne Bell её мощность составляла 605 л.с. 

В 2006 г., ровно через 40 лет после выпуска серии Mustang GT350H, компания Shelby снова заключила сделку с Hertz и предоставила последней 500 автомобилей Ford Mustang для проката. Подобно оригинальным GT350H, Shelby GT-H красились только в чёрный цвет с золотыми гоночными полосками. Технически это был обычный Mustang GT, модифицированный Ford Racing Performance Group за счёт повышения мощности 4.6-литрового мотора V8 на 20 л.с., усиленной подвески и новой выхлопной системы. В 2007 г. была подготовлена ограниченная серия кабриолетов GT-H, оснащённых каркасом безопасности в салоне.

Как и базовый Mustang, Shelby GT500 был обновлён в 2010 г. Основные изменения затронули фронтальный дизайн и хвост, с улучшенной аэродинамикой и более мускулистыми формами. Мощность двигателя была повышена до 540 л.с., колёсные диски увеличены до 19", а также пересмотрены передаточные числа коробки передач и заднего моста, добавлены трэкшн-контроль и система контроля стабильности. Более существенная модернизация GT500 произошла в 2011 г., когда чугунный 5.4-литровый блок цилиндров был заменён алюминиевым с плазменной технологией покрытия PTWA, что увеличило мощность до 550 л.с., снизило вес на 100 кг и сократило расход топлива до 16 л. на 100 км в городском режиме. Стандартной стала система Electric Power Assist (EPAS), а дополнительно можно было заказать стеклянную крышу и сиденья Recaro.

Модификация Shelby GT500 Super Snake, названная в честь одноимённого прототипа 1967 г., поступила в продажу в 2007 г. Изначально она оснащалась 5.4-литровым компрессорным мотора V8 мощностью 605 л.с., а также 20-дюймовыми колёсами Alcoa, увеличенными тормозами Baer с 6-поршневыми суппортами, гоночной подвеской, передним сплиттером из углеродного волокна и стеклопластиковым капотом с системой Ram Air. В 2010 г. появилась версия мощностью 725 л.с., а через год предлагались уже три варианта: 660, 750 и 800 л.с. В 2012 г. на аукционе Barrett-Jackson была представлена финальная серия Super Snake с 5.8-литровым мотором мощностью 850 л.с. Она была выпущена в количестве 500 ед.

Через 45 лет после выхода в свет первого Shelby Mustang GT350 компании Ford и Shelby разработали его современный аналог с тем же названием. По индексу GT350 можно предположить, что этот автомобиль не такой мощный и дорогой, как GT500, но это не совсем так. Он действительно оснащался не специальным высокопроизводительным 5.4-литровым мотором V8, а 5-литровым от стандартного Мустанга, с которым в базовой версии машина развивала 440 л.с. и стоила всего $26995. Однако за дополнительные $7000 этот двигатель с компрессором выдавал уже 525 л.с., а ещё за $750 можно было получить настоящую гоночную модификацию GT350R мощностью 624 л.с.

Как и его исторический прототип, в первый год выпуска GT350 был доступен только в белом цвете с синими полосками. От GT500 он отличался меньшей решёткой радиатора, воздухозаборником на капоте, аэродинамическими бамперами и расположенными по центру двумя выхлопными трубами. Внутри Shelby GT350 имел гоночную подвеску Eibach, передние тормоза Baer, выхлопную систему Borla и 19-дюймовые диски Cragar. Комплектация салона включала сиденья Recaro, три дополнительных датчика на левой передней стойке и табличку 45-летнего юбилея GT350.

В 2012 г. был запущен в производство последний Shelby GT500 на базе Mustang 5-го поколения, который получил новый двигатель V8 Trinity объёмом 5812 см3 с усовершенствованным нагнетателем Eaton. Мощность автомобиля составляла 662 л.с., максимальная скорость - 325 км/ч (на кабриолете была ограничена до 249 км/ч), а разгон до 100 км/ч занимал менее 3.5 с. Под капотом были размещены сдвоенный топливный насос, увеличенный инжектор, огромные вентиляторы и трёхрядный интеркулер, но для лучшего охлаждения потребовалось ещё и убрать решётку радиатора. Среди других нововведений следует отметить передние тормоза Brembo с 6-поршневыми суппортами, карбоновый карданный вал, светодиодные задние фары, а также регулируемые амортизаторы Bilstein и самоблокирующийся дифференциал Torsen в пакете Performance Package.

В 2010-2013 гг. наблюдался феноменальный рост производительности автомобилей Shelby Mustang. Сначала в базовой версии GT500 мощность была повышена с 550 до 662 л.с., затем появилась модификация Super Snake мощностью 850 л.с., а на Нью-Йоркском автосалоне 2012 г. компания представила уже настоящий суперкар Shelby 1000, который выдавал целых 950 л.с. Но и это ещё не предел. Следующая разработка Shelby и Ford, Mustang 1000 S/C 2013 г., оснащалась компрессорным 5.8-литровым двигателем V8 мощностью 1100 л.с., и при этом была допущена на дороги общего пользования. Пакет также включал усиленное шасси, доработанную подвеску, тормоза, шины и систему охлаждения. Впервые в истории американский muscle-кар достиг уровня производительности Bugatti Veyron, при этом стоил он в 10 раз дешевле. Создатели автомобиля утверждали, что Shelby 1000 S/C способен достичь 433 км/ч и побить рекорд скорости Bugatti Veyron Super Sport, но официально эту информацию никто не подтвердил.