Des modifications mineures ont été apportées en 1980 pour créer la 312 T5 en prévision du premier bolide de Formule 1 turbocompressé de Ferrari. Les progrès rapides se sont avérés trop importants pour que le châssis vieillissant puisse y faire face et après les années de grand succès, la saison a été une énorme déception.
Conçue par Mauro Forghieri, la 312 T5 est la dernière monoplace du constructeur disposant d'un moteur atmosphérique jusqu'à l'interdiction des turbocompresseurs à compter de la saison 1989. Évolution du propulseur utilisé depuis la Ferrari 312 T, le V12 à 180° (12 cylindres à plat) développe 515 chevaux.
Malgré une conception proche de celle de la Ferrari 312 T4 qui a dominé la saison précédente, la 312 T5 se révèle peu performante. En quatorze épreuves, ses pilotes ne remportent aucune victoire et ne réalisent ni pole position, ni meilleur tour en course.
Villeneuve entre dans les points à quatre reprises et Scheckter, champion du monde en 1979, une seule fois. Durant la saison, la 312 T5 ne réalise qu'un tour en tête d'un Grand Prix, au Brésil, notamment grâce au bon départ de Villeneuve1,2.
La Scuderia Ferrari finit la saison à la dixième et avant-dernière place du championnat du monde des constructeurs, son plus mauvais résultat dans la discipline. Gilles Villeneuve, avec 6 points, et Jody Scheckter avec 2 points, sont quatorzième et dix-neuvième du classement des pilotes3.
À partir de 1981, Ferrari abandonne le moteur atmosphérique : apparue aux essais du Grand Prix d'Italie 1980, la 126 CK est propulsée par un V6 à turbocompresseurs4.
Les échecs successifs des 312 T5 et 126 CK conçues par Mauro Forghieri conduisent la Scuderia Ferrari à confier la conception de la 126 C2 à Harvey Postlethwaite. L'ingénieur italien, dont l'influence ne cesse de décliner au sein de la Scuderia rejoint Lamborghini, qui envisage de s'engager en Formule 1, en 1987.