Alors que tous les fabricants (y compris Ferrari sur ses V8 de petite capacité) poursuivent sur la voie de la turbocompression pour augmenter la puissance et les performances (au prix d’une consommation de carburant plus élevée et d’une mécanique plus coûteuse), les ingénieurs de Ferrari ont décidé d’opter pour un moteur à quatre soupapes par cylindre pour ses voitures de course.
Avec un moteur à 32 soupapes, la Mondial de 240 CV comprend les mêmes modifications techniques que la 308. Il en résulte un moteur puissant montant haut en régime. La nature sportive de la voiture s’en trouve accentuée.
Comme pour la Mondial 8, la Mondial Quattrovalvole adopte la même carrosserie cunéiforme, avec la grille du radiateur située en dessous du pare-chocs avant.
Ses lignes sont identiques à celles du modèle précédent, y compris les larges pare-chocs enveloppants en plastique noir à l’avant et à l’arrière, les larges grilles d’entrée d’air trapézoïdales du compartiment moteur, situées sur les côtés de la carrosserie, derrière les portes, et les doubles feux arrière circulaires. Même si l’extérieur est inchangé (mis à part le remplacement du badge Mondial 8 par le badge Mondial Quattrovalvole sur le panneau arrière) l’intérieur a été légèrement retouché, en particulier au niveau de la disposition de la console centrale.
La console a été prolongée vers l’avant pour rejoindre la cloison et elle comprend les commandes de la ventilation. La radio a été déplacée, elle ne se situe plus derrière le changement de vitesse, mais juste au-dessus, pour être plus visible. Les portières disposent d’un nouveau vide-poche et d’une nouvelle poignée, le volant en cuir est à branche pleine (et non plus rainurée) et de couleur noir satiné.
Les Mondial Quattrovalvole destinées au marché européen possèdent un châssis tubulaire en acier portant la référence F 108 BL 100. Le sous-cadre arrière du châssis amovible permet de retirer l’unité formée par le moteur, la transmission et la suspension arrière et d’en faciliter l’entretien.
Excepté les quatre soupapes par tête de cylindres, le moteur V8 de la Mondial Quattrovalvole s’inspire de celui de la Mondial 8. Il est équipé d’un système à injection Bosch K Jetronic et d’un allumage électronique Marelli MED 803A Digiplex et produit une puissance déclarée de 235 CV pour les versions du marché européen, et de 230 CV pour les modèles américains. Il dispose d’une configuration à 90 degrés, avec double arbre à cames entraîné par courroie par banc et une capacité totale de 2 926 cc, avec des dimensions de course/alésage de 81 mm x 71 mm. Il porte la référence F 105 A 000 pour le marché automobile européen. Le compartiment moteur Quattrovalvole possède une élégante entrée d’air aux finitions rouge craquelé et des ailettes en aluminium. Il arbore l’inscription Ferrari Quattrovalvole.
Le moteur transversal est monté avec une boîte de vitesses cinq rapports à dispositif de synchronisation, située en dessous et derrière le carter humide du moteur. Le modèle comprend des suspensions indépendantes avec des triangles, des ressorts hélicoïdaux et des amortisseurs hydrauliques de série, ainsi que des barres antiroulis avant et arrière.
Comme pour les modèles 2 places, il est disponible en conduite à gauche et à droite et il existe des modèles adaptés aux spécifications des marchés mondiaux. Les châssis des modèles Mondial Quattrovalvole ont été produits avant le numéro 75 000, à partir duquel les nombres pairs et impairs ont été utilisés. Les voitures de cette série portent donc toutes un numéro de châssis impair. 1 145 exemplaires portant les numéros de châssis 41 737 à 59 131 ont été produits entre 1982 et 1985.