Las berlinettas de competición con motores de 4 litros fueron construidas para cumplir con los cambios reglamentarios de la FIA. La carrocería de las dos primeras era muy parecida a la del 250 GTO y, de hecho, a veces se referían a ellas como los GTO de 4 litros. Sin embargo, más tarde se fabricaron otros modelos con carrocería Pininfarina de diseño similar al de algunas creaciones anteriores del carrocero turinés, que recordaban al 250 Lusso desde algunos ángulos, aunque el morro estaba más cerca del 250 GTO. El 330 LM fue muy utilizado en competición, especialmente en las 24 Horas de Le Mans, de donde toma el sufijo “LM” en su denominación.

Las mejores fotos del 330 LM en alta definición. La galería de fotos muestra las características distintivas de este modelo de Ferrari en 1962, centrándose en los detalles y las partes más importantes.
| Motor | Delantero, longitudinal, 60° V12 |
| Diámetro interior y carrera | 77 x 71 mm |
| Cilindrada unitaria | 330.62 cm3 |
| Cilindrada total | 3967.44 cm3 |
| Relación de compresión | 8.8 : 1 |
| Potencia máxima | 287 kW (390 hp) a 7500 rev./min |
| Potencia específica | 98 CV/l |
| Par máximo | - |
| Control de válvulas | 1 árbol de levas en cabeza por bancada, 2 válvulas por cilindro |
| Alimentación | Seis carburadores Weber 42 DCN |
| Encendido | Eléctrico una bujía por cilindro, dos bobinas |
| Lubricación | Cárter seco |
| Embrague | Multi-disco |
| Bastidor | Acero tubular |
| Suspensión delantera | Independiente, brazos de diferente longitud, muelles helicoidales coaxiales con amortiguadores telescópicos, barra estabilizadora |
| Suspensión trasera | Eje rígido, muelles semi-elípticos, amortiguadores telescópicos |
| Frenos | A discos |
| Transmisión | 4 marchas + MA |
| Dirección | Cremallera |
| Capacidad depósito combustible | 140 Litros |
| Rueda delatera | 6.00 x 15 |
| Rueda trasera | 7.00 x 15 |
| Tipo | Berlinetta, dos puestos |
| Largo | 4360 mm |
| Ancho | 1675 mm |
| Alto | 1245 mm |
| Distancia entre ejes | 2420 mm |
| Vía delantera | - |
| Vía trasera | - |
| Peso | 950 kg |
| Velocidad máxima | 280 km/h |
| Aceleración 0-100 km/h | - |
| 0-400 m | - |
| 0-1000 m | - |