La Mk.I était la Ford GT40 originale. Les premiers prototypes étaient équipés de moteurs V8 en alliage de 4,2 L (255 po3) et les modèles de série étaient équipés de moteurs de 289 po3 (4,7 L) comme ceux utilisés sur la Ford Mustang. Cinq modèles prototypes ont été construits avec la carrosserie d'un roadster, dont le Ford X-1. Deux voitures allégées ("Lightweight") sur cinq prévues ont été construites par Alan Mann Racing en 1966, avec des carrosseries en alliage et d'autres modifications pour gagner du poids.
Le Mk.I n'a pas eu beaucoup de succès lors de ses premières éditions des 24 Heures du Mans de 1964 et 1965. Le premier succès est survenu après leur échec lors de la fin de semaine de vitesse de Nassau en novembre 1964, où l'auto fu confiée à Carrol Shelby. L'équipe de Shelby reçu la lourde tâche de modifier la Ford GT40 et la première victoire fut décroché à Daytona en février 1965. Beaucoup de changement ont ensuite été effectués et dirigés par John Wyer en 1968 et 1969, remportant Le Mans dans ces deux années et Sebring en 1969. Les Mk.II et IV étaient obsolètes après que la FIA eut modifié les règles pour interdire les moteurs à capacité illimitée, excluant le Ford V8 de 7,0 L (427 po3). Cependant, le Mk.I, avec son moteur plus petit, était légalement capable de courir comme une voiture de sport homologuée en raison de ses numéros de production.
En 1968, la principale opposition venait de la Porsche 908, qui fut le premier prototype construit pour le groupe 6 de 3 litres. La GT40 remporta une nouvelle fois un succès remarquable aux 24 Heures du Mans avec Pedro Rodríguez et Lucien Bianchi qui ont une nette avance sur les Porsche, au volant de la toute puissante voiture n°9 aux couleurs du " Gulf Oil ". La saison a commencé lentement pour JW, perdant à Sebring et Daytona avant de remporter leur première victoire au BOAC International 500 à Brands Hatch. Parmi les victoires ultérieures, mentionnons le Grand Prix de Spa, la 21e course annuelle Watkins Glen Sports Car Road Race et les 1000 km de Monza. Le moteur installé sur cette voiture était un moteur V8 Windsor 302 cu in (4,9 L) à aspiration naturelle avec un taux de compression de 10,6:1, alimenté par quatre carburateurs Weber 48 IDA à deux cylindres, d'une puissance de 425 ch (431 PS ; 317 kW) à 6 000 tr/min et un couple maximal de 395 lb⋅ft (536 N⋅m) à 4 750 tr/min.