Im August 1964 war dem Ford-Management bewusst, dass sowohl General Motors als auch Chrysler den neuen Mustang als ernstzunehmenden Wettbewerber betrachteten. Die Verkaufszahlen des Fahrzeugs übertrafen die Erwartungen, wobei das Modell mit dem Image beworben wurde, sowohl für Frauen als auch für Männer geeignet zu sein.
Es wurde berichtet, dass das GM-Technikzentrum in Warren an einem Chevrolet arbeitete, der als Konkurrent zum Ford Mustang vorgesehen war und 1967 auf den Markt kommen sollte (Der Camaro). Plymouth gelang es, Ford zuvorzukommen: Der auf dem Valiant basierende Barracuda war bereits am 1. April 1964 im Handel erhältlich – zwei Wochen vor der Markteinführung des neuen Mustangs.
Chrysler konnte dadurch einen leichten, insbesondere psychologischen, Wettbewerbsvorteil erzielen. Obwohl Plymouth in den Jahren 1964 und 1965 lediglich 85.000 Exemplare des Barracuda verkaufte, führte der Chrysler-Ingenieur Scott Harvey 1965 das „Formula S Package“ ein, das mit einem 235 PS starken 273cui-V8-Motor und einem sportlicheren Fahrwerk ausgestattet war. Ford war darüber hinaus informiert, dass Plymouth für 1966 ein dezentes Facelift plante und Chrysler für 1967 ein vollständig neu gestaltetes Modell von Designer Milt Antonick vorstellen würde.
Auch die Chevrolet Corvette stellte für den Mustang eine bedeutende Konkurrenz dar. Der GM-Zweisitzer war 1964 mit einem V8-Einspritzmotor ausgestattet, der 360 PS leistete. Das von Peter Brock und Chuck Pohlmann entwickelte „Stringray“-Design war für die Produktion vorgesehen. Dieses Design wurde sowohl in den USA als auch in Europa beachtet. Das Management von Ford stellte fest, dass sowohl Leistung als auch Optik in der Automobilindustrie in den folgenden zwei bis drei Jahren einen wichtigen Stellenwert einnehmen würden.
Die Pontiac Division stellte ebenfalls eine neue Option auf Basis des 1964 Tempest vor: das G.T.O. Modell. Dieses Fahrzeug war mit einem 389cui V8-Motor ausgestattet, der eine Leistung von 348 PS bot. Zu einer Zeit, als der Benzinpreis bei etwa 30 Cent pro Gallone lag, markierte dies einen frühen Schritt in die Phase erhöhter Motorleistungen. Die Produktionsstätten für den Mustang arbeiteten in mehreren Schichten, um die Nachfrage zu decken. Dennoch war im Ford-Hauptquartier bekannt, dass diese Situation nicht dauerhaft anhalten würde.
Bereits im Januar 1962 begann Ford damit, Motoren nach England zu liefern, um den Aufbau des Shelby A.C. Cobra zu ermöglichen. Carroll Shelby, ein ehemaliger Rennfahrer aus Texas, entwickelte diese Hybridfahrzeuge, nachdem der Versuch gescheitert war, einen Corvette-Motor in einen Scalietti-Sportwagen einzubauen. Das zweisitzige Sportwagenmodell mit Ford-V8-Motor trug zur wirtschaftlichen Stabilisierung von A.C. Cars bei. In dieser Zeit erhielt die A.C. Cobra von Fachjournalisten und Sportwageninteressierten verstärkte Aufmerksamkeit, da sie häufig vordere Platzierungen bei Rennen erzielte.
Ende 1963 wurden bei Shelby die aerodynamischen Grenzen eines offenen Sportwagens festgestellt. Peter Brock, der zuvor das Chevrolet Styling Studio verlassen hatte, stieß zum Unternehmen und entwarf die neue Karosserieform des Shelby Daytona Coupes, die sowohl funktional als auch ästhetisch war. Zu diesem Zeitpunkt benötigte Shelbys Firma mehr Raum und fand eine geeignete Fabrik in Venice, Kalifornien, nahe dem Los Angeles International Airport (LAX). Dort produzierten Shelby und sein Team Renn- und Straßenversionen der Cobra.
Einen weiteren wichtigen Schritt zum Shelby Mustang stellte das umfassende Ford ‘Total Performance’ Programm dar, dass den Mustang (Alan Mann Mustangs) auch in Europa an Straßen- und Bergrennen teilnehmen liess, darunter beispielsweise die Tour de France und die Rallye Monte Carlo.
Im Sommer 1964 war sich das Ford-Management einig, dass Shelby erneut für Projekte in den USA gewonnen werden sollte. Während eines Treffens mit Lee Iacocca traf Shelby den Ford-Mitarbeiter Ray Geddes, der daran arbeitete, den Ford Mustang so zu modifizieren, dass er als Serien-Rennwagen für den SCCA (Sports Car Club of America) zugelassen werden konnte. Shelby hatte bereits zuvor mit Geddes Kontakt, da dieser 1962 bei der Einführung der Cobras mit Ford-Motoren beteiligt war. Zunächst entschied sich Shelby jedoch gegen eine Mitwirkung an dem Projekt. Zu diesem Zeitpunkt waren Cobra Roadster weltweit im Einsatz. Einige Monate zuvor präsentierte Shelby das Daytona Coupe, das am Wettbewerb zwischen Enzo Ferrari und Henry Ford II um die World Manufacturers Championship teilnehmen sollte. Parallel verfolgte Ford gemeinsam mit Holman-Moody das Ziel, mit dem neuen Ford GT40 gegen Ferrari anzutreten.
Durch seine eigene Erfahrung als Rennfahrer kannte er John Bishop, den Leiter der SCCA. Nach einer kurzen Verzögerung erklärte sich Shelby zur Zusammenarbeit bereit, unter anderem weil die Ford Motor Company ihm zuvor bereits mehrfach entgegengekommen war. Er teilte Iacocca mit, dass er über das notwendige Wissen verfügte, um den Mustang in den Rennzirkus von Bishop einzuführen.
Bishop informierte Shelby über die Qualifikationsanforderungen für die Klasse der „Production Race Cars“. Das Fahrzeug musste ein Zweisitzer sein; sowohl Motor als auch Fahrwerk durften für den Renneinsatz modifiziert werden. Die bedeutendste Herausforderung bestand darin, dass bis zum 1. Januar 1965 insgesamt 100 Fahrzeuge produziert sein mussten, um die Zulassung zu erhalten. Bishop betonte, dass es nahezu unmöglich erscheine, dieses Ziel innerhalb von nur fünf Monaten zu erreichen. Er unterschätzte jedoch, welche Möglichkeiten sich einer großen Organisation bieten, wenn ausreichend Motivation und Entschlossenheit vorhanden sind. In den darauffolgenden fünf Jahren wurde deutlich, welche Potenziale entfaltet werden können, wenn die Ford Motor Company ihre Ressourcen konsequent bündelt – dies zeigten die Auswirkungen auf Enzo Ferrari, General Motors, Chrysler und andere Wettbewerber im Motorsport. Vor diesem Hintergrund begann die Entwicklung eines Shelby Mustang Prototyps, dessen schnelle Überführung in die Serienproduktion erforderlich war.
Ende 1964 begann Shelby America mit der Modifikation einer Serie von Ford Fastback Mustangs, die alle in Wimbledon White lackiert waren und über einen 271 PS starken 289-cui-V8-Motor verfügten. Die Fahrzeuge wurden direkt aus dem Ford-Werk in San Jose angeliefert. Die umgebauten Modelle erhielten die Bezeichnung „Shelby GT350“, wobei der Name auf die Entfernung von etwa 350 Fuß zwischen dem Hauptproduktionsgebäude von Shelby und dem Motorenfertigungsgebäude verweist.
Durch Modifikationen am Motor und an der Abgasanlage wird eine Leistung von 306 PS erzielt. Zu den Motormodifikationen zählen eine Cobra-Ansaugbrücke aus Aluminium mit vergrößertem Einlass, ein 725-cfm-Holley-Vierfachvergaser, Cobra-Ventildeckel aus Aluminiumguss sowie eine vergrößerte Ölwanne mit einem Fassungsvermögen von 6,5 Litern. Die Abgasanlage besteht aus zwei „Try-Y“-Krümmern und zwei Schalldämpfern mit reduziertem Staudruck; sie endet in zwei Endrohren, die vor der Hinterachse positioniert sind.
Die Karosseriemodifikationen umfassten eine Motorhaube aus Fiberglas mit NASCAR-Haubenverschlüssen sowie einer funktionalen Lufthutze. Der Kühlergrill war vereinfacht gestaltet und zeigte das Mustang-Logo, das später bei den Modellen des Jahrgangs 1969 zum Standard wurde. Sämtliche GT350 des Baujahrs 1965 wurden ausschließlich in Wimbledon White mit blauen, 10 Zoll breiten ‚LeMans‘-Rennstreifen ausgeliefert.
Die Innenraummodifikationen umfassten ein sportlicheres Instrumentenpanel mit zusätzlichen Anzeigen sowie einem Holzlenkrad. Die Rücksitzbank wurde entfernt und an ihrer Stelle das Reserverad platziert. Damit war der GT350 gemäß SCCA-Reglement als Sportwagen für Rennserien klassifiziert. Das Shelby-VIN-Typschild wurde direkt über dem Ford-Typschild angebracht. Im Jahr 1965 wurden insgesamt 562 Exemplare produziert, darunter 521 Straßenversionen (Preis: $4.547), 34 als GT350R bezeichnete Rennversionen (Preis: $5.595), vier Drag-Race-Ausführungen und drei Prototypen.
Im Jahr 1966 setzte die Shelby Motor Company die Modifizierung von Ford Mustangs fort. Die ersten 252 Fahrzeuge des Jahres 1966 basierten noch auf Mustang-Karosserien von 1965 und wiesen deren Ausstattung auf. Diese Modelle werden als Übergangsmodelle bezeichnet. Es gab zwei Karosserievarianten: das Fastback und das seltene Cabriolet (nur 4 Stück gebaut). Zu den Veränderungen am 1966er Shelby gehörten unter anderem seitliche Lufthutzen zur Belüftung der hinteren Bremsen sowie der Austausch des Gitters in der C-Säule durch eine Plexiglasscheibe.
Der 1968 Shelby wurde mit einer neu gestalteten Motorhaube ausgestattet, die eine doppelte Hutze aufweist, die an der Vorderseite der Haube beginnt. Zusätzlich erhielt die Motorhaube einen modifizierten Schließmechanismus. Zu den weiteren Änderungen zählen ein breiterer Kühlergrill und eine neu entwickelte Frontpartie aus Fiberglas. Erstmals wurden in den USA rechteckige Zusatzscheinwerfer serienmäßig verbaut. Nach der Einführung eines Cabriolet-Prototyps im Jahr 1967 wurde dieses Modell ab 1968 regulär angeboten und mit einem Überrollbügel versehen.
Kurz vor Beginn der Produktion des Shelby-Modells von 1968 verlagerte das Unternehmen Shelby Automotive Inc. seinen Standort von Torrance, Kalifornien, nach Ionia, Michigan. Grund hierfür war die bessere Verfügbarkeit von hochwertigem Fiberglas sowie weiterer Komponenten am neuen Standort. In Folge dieser Umstrukturierung entstanden drei Unternehmensbereiche: Shelby Automotive Inc., Shelby Racing Co. und Shelby Parts. Bemerkenswert ist zudem, dass einige Modelle mit einer schwenkbaren Lenksäule (Tilt Away Steering Column) ausgestattet wurden, obwohl diese Funktion offiziell nicht als Option gelistet war. Ferner wurden sämtliche Fahrzeuge, die mit einer Klimaanlage ausgeliefert wurden, grundsätzlich mit getönten Scheiben versehen, auch wenn dies seitens Shelby nicht bei Ford beauftragt worden war.
Ein neuer 250 PS starker V8-Motor mit 302 Kubikzoll Hubraum sowie der 360 PS leistende 428 Kubikzoll Police Interceptor V8-Motor und der Cobra Jet Motor mit 335 PS und ebenfalls 428 Kubikzoll standen zur Verfügung. Shelby brachte das Sondermodell GT500KR („King of the Road“) auf den Markt, das inoffiziell mit einem 400 PS starken Cobra Jet 428 Kubikzoll-Motor und einem verbesserten Fahrwerk ausgestattet war. Eine der meistgewählten Optionen für das Cabriolet waren Surfbretthalterungen, welche am Überrollbügel installiert werden konnten.
Der 1968 Shelby wurde mit einer neu gestalteten Motorhaube ausgestattet, die eine doppelte Hutze aufweist, die an der Vorderseite der Haube beginnt. Zusätzlich erhielt die Motorhaube einen modifizierten Schließmechanismus. Zu den weiteren Änderungen zählen ein breiterer Kühlergrill und eine neu entwickelte Frontpartie aus Fiberglas. Erstmals wurden in den USA rechteckige Zusatzscheinwerfer serienmäßig verbaut. Nach der Einführung eines Cabriolet-Prototyps im Jahr 1967 wurde dieses Modell ab 1968 regulär angeboten und mit einem Überrollbügel versehen.
Kurz vor Beginn der Produktion des Shelby-Modells von 1968 verlagerte das Unternehmen Shelby Automotive Inc. seinen Standort von Torrance, Kalifornien, nach Ionia, Michigan. Grund hierfür war die bessere Verfügbarkeit von hochwertigem Fiberglas sowie weiterer Komponenten am neuen Standort. In Folge dieser Umstrukturierung entstanden drei Unternehmensbereiche: Shelby Automotive Inc., Shelby Racing Co. und Shelby Parts. Bemerkenswert ist zudem, dass einige Modelle mit einer schwenkbaren Lenksäule (Tilt Away Steering Column) ausgestattet wurden, obwohl diese Funktion offiziell nicht als Option gelistet war. Ferner wurden sämtliche Fahrzeuge, die mit einer Klimaanlage ausgeliefert wurden, grundsätzlich mit getönten Scheiben versehen, auch wenn dies seitens Shelby nicht bei Ford beauftragt worden war.
Ein neuer 250 PS starker V8-Motor mit 302 Kubikzoll Hubraum sowie der 360 PS leistende 428 Kubikzoll Police Interceptor V8-Motor und der Cobra Jet Motor mit 335 PS und ebenfalls 428 Kubikzoll standen zur Verfügung. Shelby brachte das Sondermodell GT500KR („King of the Road“) auf den Markt, das inoffiziell mit einem 400 PS starken Cobra Jet 428 Kubikzoll-Motor und einem verbesserten Fahrwerk ausgestattet war. Eine der meistgewählten Optionen für das Cabriolet waren Surfbretthalterungen, welche am Überrollbügel installiert werden konnten.
Der Shelby von 1969 unterscheidet sich in vielerlei Hinsicht deutlich vom Mustang des gleichen Baujahres. Durch die Verwendung von Kotflügeln, Motorhaube und Heckdeckel aus Fiberglas ist der Shelby etwa drei Zoll länger als der ohnehin bereits gestreckte 1969 Mustang. Die Motorhaube ist mit fünf Lufteinlässen im NASA-Stil ausgestattet. An deren Front befindet sich eine umlaufende Chromleiste, die in die schmal konstruierte Shelby-Stoßstange übergeht. Eine weitere Chromleiste rahmt den Kühlergrill ein, der mit zwei Lucas-Fernscheinwerfern bestückt ist, welche knapp oberhalb der Stoßstange montiert sind. Die Shelby GT-Seitenstreifen sind breiter, mittig platziert und verlaufen über die gesamte Fahrzeuglänge.
Die hinteren Seitenhutzen weisen beim Cabriolet ein größeres Format auf und sind mittig positioniert, während sie beim Fastback in der C-Säule angebracht sind – entsprechend der Gestaltung des 1968er Fastback Shelby. Am Fahrzeugheck wurden Thunderbird-Rückleuchten sowie ein federunterstützter Nummernschildhalter integriert, der zugleich den Tankstutzen verdeckt. Zu Beginn des Modelljahres verlaufen die beiden Auspuffendrohre lediglich einen Zoll unterhalb des Tankeinfüllstutzens; spätere Modelle erhielten eine weiter außen liegende Anordnung. Fahrzeuge aus der frühen Produktion wurden aufgrund erhöhter Brandgefahr zurückgerufen und sie entsprechend umzurüsten.
Sämtliche Ford Grabber-Farbtöne sowie alle Shelby-Farben des Jahres 1968 standen zur Auswahl. Alle GT350-Modelle wurden mit Fords neuem 290 PS starken 351cui V8-Motor ausgestattet, während der GT500 weiterhin den 335 PS leistenden 428cui Cobra Jet-Motor des 1968er GT500 verwendete. Im Herbst 1969 wurde die Produktion weiterer Shelby-GT-Modelle eingestellt; ein Bestand von 789 noch nicht fertiggestellten Fahrzeugen wurde zu einem späteren Zeitpunkt als 1970er Shelby-Version verkauft.
Im Herbst 1969 traf Shelby die Entscheidung, keine weiteren Shelby GT-Modelle mehr zu produzieren. Die verbleibenden, noch nicht vollständig montierten 789 Fahrzeuge wurden anschließend als 1970er Shelby-Modelle verkauft. Diese Fahrzeuge erhielten Fahrgestellnummern des Modelljahres 1970, zwei schwarze Streifen auf der Motorhaube, einen dezenten Frontspoiler sowie das für alle Modelle des Jahres 1970 vorgeschriebene Abgasreinigungssystem. Das Jahr 1970 markierte somit das letzte Jahr, in dem offizielle Shelby-Modelle erhältlich waren – eine Situation, die bis zur Einführung des Shelby-Modells im Jahr 2006 anhielt.
Von 1971 bis 2006 gab es nur spezifische Sondermodelle von Shelby, teilweise von Shelby selbst gebaut oder dann Nachbauten mit Shelbys Segen. siehe Shelby Sondermodelle.