Peu de temps après l'entrée en production de la Pantera, DeTomaso a présenté la version de compétition presque standard du groupe 3. Viennent ensuite la version, plus modifiée encore, du Groupe 4, qui a également fait ses débuts en 1972. L’ingénieur et pilote britannique Mike Parkes a été chargé de la mise au point du Groupe 4 Pantera, chose qu'il faisait déjà chez Ferrari auparavant.
Conformément à la réglementation, le châssis de la Pantera de production a été conservé. La suspension à double triangulation de la voiture a été modifiée de manière à améliorer la géométrie de la voie et permettre des roues plus grandes et plus larges. Les amortisseurs Koni et les barres anti-roulis étaient entièrement réglables. L’une des raisons pour lesquelles des roues plus grandes ont été installées était de libérer de la place pour des freins à disque ventilés plus grands, fournis par Girling. Une crémaillère à rapport rapide a également été ajoutée.
La coque en acier Pantera a été débarrassée de tous les composants inutiles et les panneaux séparés, tels que les portes et le capot du moteur, ont été remplacés par les mêmes en aluminium. Pour réduire davantage le poids, des trous circulaires ont été réalisés dans le châssis, dans la mesure du possible, et des fenêtres en plexiglas ont été installées. La Pantera Groupe 4 est facilement reconnaissable avec ses passages de roue plus larges. La version dépouillée qu'est la Groupe 4 permet d'obtenir à la balance un poids de 1 100 kg.
Ford avait été l’un des instigateurs et principaux soutiens du développement de la Pantera de route et à moteur Ford, qui, espérait-elle, renforcerait l’attrait de toute la gamme Ford en Amérique du Nord. La marque américaine, cependant, semblait avoir peu d’intérêt pour un programme de compétition et n’était pas disposé et / ou incapable de fournir un moteur approprié. Au lieu de cela, DeTomaso a dû faire appel à un constructeur de moteurs privé, Bud Moore, basé aux États-Unis. Basé sur le même V8 Cleveland que celui de la Pantera de production, le moteur de compétition était équipé d’une tête en aluminium réalisée sur mesure. Cela a réduit le poids du moteur et a augmenté la compression. Le V8 était à l'origine équipé d'un seul carburateur Holley puis il avec quatre carburateurs Weber. Aidé par des échappements de "spaghettis" inspirés de la GT40, le gros V8 développait désormais environ 500 ch.
Les premières Pantera Groupe 4 étaient prêtes au début de 1972 et plusieurs ont été inscrites au Mans. Mais les faiblesses et les limites de la voiture sont rapidement apparues. Le moteur s’est avéré très fragile et la Pantera trop lourde. Un autre problème inhérent était le manque de rigidité du châssis monocoque.
Malgré les problèmes rencontrés, les Panteras ont continué à courir pendant de nombreuses années, avec un certain succès, et ont progressivement évolué au cours de cette période. Les problèmes de moteur ont finalement été résolus en achetant des moteurs révisés, avec un taux de compression légèrement inférieur, quant à la rigidité, certains concurrents allaient jusqu'à construire un sous-châssis séparé pour la suspension arrière afin de l'améliorer. L'une des raisons pour lesquelles la Pantera est restée populaire est qu'elle était beaucoup moins cher, à l'achat et et à l'usage que les Ferrari et des Porsche similaires.
En 1972, DeTomaso a construit une série de seulement 14 Groupe 4. Dès lors, le constructeur italien en a construit d’autres sur commande spéciale et plusieurs voitures de série ainsi que des Groupe 3 ont été modifiées selon les spécifications du groupe 4 par des privés. Si les Pantera Groupe 4 sont nombreuses en compétition historique, les voitures originales du groupe 4 sont toutefois beaucoup plus rares.