Le glorieux V12, accompagné d’un système d’injection Bosch K-Jetronic inédit pour respecter les normes d’émission des États-Unis, allie puissance et couple élevé. Cette GT a inspiré de nombreux carrossiers, certains produisant même des versions à toit souple. Pavesi de Milan a même été plus loin, en la transformant en cabriolet avec intérieur cuir et vernis et en modifiant la partie centrale.
La 400 GTi a succédé à la 400 GT en novembre 1979. Le suffixe «i» signifie «injection», en référence au système d’injection remplaçant les deux rangés de trois carburateurs Weber horizontaux. Le système d’injection Bosch K-Jetronic est accompagné d’un système d’allumage électronique Dinoplex, comportant un seul distributeur monté à l’arrière, qui remplace les deux distributeurs utilisés dans les modèles précédents. L’adoption d’un système d’injection a permis de satisfaire à la législation internationale sur les émissions, toujours plus stricte, mais a fait baisser la puissance annoncée du moteur à 310 bhp. Le V12 offre une capacité totale de 4 823 cc et un alésage de 81 mm pour une course de 78 mm. Couplé à une boîte de vitesses automatique à 3 rapports Borg Warner, il a hérité du numéro de référence F 101 D 010. La puissance est transmise via un arbre de transmission à un différentiel à glissement limité, puis via des arbres de roue aux roues arrière à suspension indépendante avec des correcteurs d’assiette hydrauliques.
À l’origine, la 400 GTi est visuellement identique à son prédécesseur au niveau du moteur et de la carrosserie, à l’exception de l’ajout du « i » sur l’écusson de la poupe. Le numéro de référence du châssis a toutefois été modifié en F 101 DL 110. À la fin de l’année 1982, des modifications esthétiques et mécaniques ont été apportées à ce modèle. Le moteur s’est vu doté d’arbres à came au profil revu et de nouveaux pots d’échappement, qui ont permis d’augmenter la puissance d’environ 5 bhp. La suspension arrière à correction d’assiette hydraulique a été remplacée par un système à gaz et associée à de nouvelles jantes métriques et des pneus taille basse. Du point de vue de l’habitacle, les motifs des surpiqûres des garnitures, les lignes de la porte et l’agencement de la console centrale ont été revisités. À l’extérieur, les rétroviseurs sont devenus plus élégants, avec de petits écussons laqués Ferrari sur leur coque ; la calandre a été réduite pour exposer les phares, rectangulaires et non plus carrés ; les persiennes d’échappement du radiateur ont pris la couleur de la carrosserie, et les feux antibrouillard haute intensité ont été intégrés au pare-chocs arrière.
Comme pour les modèles précédents de la gamme 400, les carrosseries entièrement découpées ont été livrées par Pininfarina à Ferrari, qui y a installé les composants mécaniques. Des modèles en conduite à gauche ou à droite avec direction assistée de série ont été proposés, mais comme pour les autres modèles 12 cylindres de l’époque, aucune version n’a été produite pour le marché américain. Au total, 422 exemplaires portant les numéros de châssis 26667 à 55421 ont été produits jusqu’en 1985.