Der 365 GTS wurde von Februar bis Oktober 1969 mit der gleichen Mechanik wie der 365 GT 2+2 und der 365 GTC gefertigt. Das 60-Grad V12-Triebwerk wurde von drei Weber-Vergasern versorgt, bot beachtliches Drehmoment und enorme Kraftreserven. Das 5-Gang-Transaxle-Getriebe trug zur guten Gewichtsverteilung bei, Aircondition und Speichenfelgen gab es als Sonderausstattung. Lediglich 20 Exemplare wurden von diesem Modell gefertigt.