В начале 30-х гг. Bugatti Type 35 всё ещё была непобедима на гоночных трассах, но Этторе Бугатти уже работал над её преемником - Type 51. Конструктор поставил задачу прежде всего увеличить мощность, поэтому основное внимание уделялось силовому агрегату. Впечатлённый успехами американского переднеприводного гоночного автомобиля Miller, Бугатти заказал две таких машины в обмен на три Bugatti Type 43. Используя за основу двигатель Miller, Бугатти установил на рядный 8-цилиндровый блок объёмом 2262 см3 от Bugatti Type 35B два верхних распределительных вала и два клапана на цилиндр. С нагнетателем Рутса мощность составила 160 л.с. Для более лёгкого класса также была подготовлена модификация Type 51А с 1.5-литровым 8-цилиндровым мотором мощностью 130 л.с.

Бугатти не стал менять в шасси Bugatti Type 35 ничего, кроме двигателя, так как считал конструкцию машины безупречной. Неразрезные мосты на полуэллиптических рессорах спереди и перевёрнутых четвертьэллиптических сзади, механические барабанные тормоза и даже колёсная база 2400 мм остались прежними. Внешние различия между Type 35 и Type 51 тоже незначительны: последняя имела выхлопную трубу, проходившую слева вдоль всего кузова, две горловины бензобака и литые алюминиевые диски на колёсах.

Дебютный сезон 1931 г. оказался для Bugatti Type 51 очень удачным: он начался с победы Ахилла Варци в Гран-при Туниса, а через месяц Луи Широн занял первое место в Гран-при Монако, где ещё две машины финишировали третьей и четвёртой. Главным достижением стала победа Широна и Варци в Гран-при Франции 1931 г. Однако уже во второй половине сезона на лидерские позиции вышли итальянцы на Maserati и Alfa Romeo, оставив Bugatti Type 51 далеко позади.

Бугатти не отступал и в 1932 г. подготовил новую модель Type 54 с компрессорным двигателем DOHC объёмом 4972 см3 и мощностью 300 л.с. Она не принесла команде ни одного значительного выигрыша, и через год дебютировал следующий гоночный автомобиль - Type 59. На модифицированное шасси был установлен 3.3-литровый мотор от Type 57 мощностью 250 л.с. Произведенная в количестве 8 единиц, это была последняя чисто гоночная Bugatti. Далее наступила эра доминирования на трассах немецких "серебряных стрел", с которыми Bugatti уже не могли справиться.

Произведенная в количестве 40 единиц, Bugatti Type 51 высоко ценится среди коллекцинеров. В 2011 г. на аукционе Bonhams за €943000 было продано шасси #51153, принадлежавшее Фицрою Джону Сомерсету, 5-му Барону Раглану (1927-2010), председателю Клуба владельцев Bugatti. Другой экземпляр, #51132, на котором Жан-Пьер Вимилль выиграл 17 гонок Гран-при, в 2010 г. на аукционе RM Sotheby's ушел с молотка за $4.5 млн. 

В довоенные годы была распространена практика замены кузовов: часто после гоночных побед автомобили продавались, получали новые кузова и становились дорожными. Именно это произошло с Bugatti Type 51 под номером шасси #51133, которая в 1931 г. принимала участие во многих соревнованиях из серии Гран-при. В конце сезона Бугатти подарил машину гонщику Луи Широну за его заслуги перед заводской командой. На ней Широн участвовал в гонках ещё два года, а затем продал её Андре Битху, богатому промышленнику и парижскому плейбою.

Когда Битх увидел один из четырёх экземпляров Bugatti Type 57 SC Atlantic, он захотел сделать себе автомобиль с аналогичным кузовом. Для этого он обратился к парижскому кузовостроителю Луи Дюбо, который в основном обслуживал клиентов марок Peugeot и Delahaye. Дюбо взялся за сложный проект и завершил его очень скоро - к апрелю 1937 г. Bugatti Type 51 Dubos Coupe получилась меньше, чем купе Atlantic, но очень напоминала оригинал. Характерными особенностями Type 51 стали цельное лобовое стекло и хвостовой плавник. Роскошная отделка интерьера свиной кожей и полированным платаном соответствовала уровню серийных Bugatti.

Битх ездил на Dubos Coupe из Парижа в Ниццу, и в том же 1937 г. победил на конкурсе элегантности в Багателле. В конце 30-х гг. Битх продал машину, после чего её следы затерялись. В начале 90-х гг. шасси #51133 оказалось в коллекции Nethercutt, а кузов удалось найти и купить на аукционе только в 2000 г. В результате две части эксклюзивного автомобиля воссоединились. Возрождённая Bugatti Type 51 Dubos Coupe дебютировала в 2003 г. на Pebble Beach Concours d'Elegance, где заняла второе место в классе после Type 57 SC Atlantic. Во время второй реставрации, проведённой перед конкурсом элегантности Pebble Beach 2009 г., купе было перекрашено с тёмно-синего цвета в глубокий красный металлик.