Les GT40 Mk II ont été inscrites aux 24 Heures du Mans 1965 par Shelby American. Comparées aux autres GT40, elles ont un nez plus long et des ailettes sur le capot du moteur pour réduire la traînée et augmenter la stabilité dans les longues lignes droites. Préférées par Ford aux autres GT40, les Mk II ont été pilotées par Bruce McLaren et Ken Miles pour la n ° 1, et Chris Amon et Phil Hill pour la n ° 2. Bien que pesant plus de 100 kg de plus que leur rivale, elles se sont montrées plus rapides en qualifications. Malheureusement, aucune n'est parvenue à terminer la course en raison de problèmes de boîte de vitesses.
Encouragé par le rythme des deux voitures américaines présentées au Mans, Ford a décidé de concentrer ses efforts sur les GT40 à gros blocs pour la saison 1966. Huit châssis ont été réalisés de la chaîne de production FAV et expédiés à Shelby American pour être mis à jour selon les spécifications Mk II, tout en utilisant la structure de carrosserie désormais normalisée. Parmi les changements par rapport aux prototypes de 1965, on note les freins ventilés avec des entrées d’air frais supplémentaires à l’arrière pour tenter de garder les freins froids. Le moteur 427 a également été peaufiné, développant désormais une puissance encore plus impressionnante de 485 ch.
Cinq Mk II étaient alignées pour l'ouverture de la saison aux 24 Heures de Daytona en 1966. Bien que toutes ces voitures soient d'usine, deux d'entre elles ont été entrées par Holman & Moody et les trois autres par Shelby American. Les travaux de développement avaient porté leurs fruits puisque les GT40 à gros blocs étaient désormais non seulement rapides, mais également fiables. Ken Miles et Lloyd Ruby, qui ont obtenu la victoire la plus mémorable sur les voitures de sport de Ford à ce jour, terminèrent premiers devant trois autres Mk II terminant respectivement 2, 3 et 5. À Sebring, un Mk II s'est classé deuxième, battu seulement par l'un des prototypes GT, également propulsé par le 427 V8.
Ayant tiré les leçons de l'édition de 1965, où aucune GT40 n'avait réussi à atteindre l'arrivée, Ford a inscrit pas moins de huit Mk II. Celles-ci étaient appuyées par plusieurs GT40 de petits blocs aux mains d'équipes privées. Holman & Moody et Shelby American ont chacun préparé trois des Mk II, tandis qu'Alan Mann Racing a apporté deux voitures. Ces châssis «britanniques» utilisaient à l'origine un châssis destiné au projet GT40 de l'équipe, mais Ford a insisté pour que l'équipe Alan Mann Racing rejoigne les rangs des Mk II. Bruce McLaren, Mario Andretti, Graham et Mark Donohue ont été chargés de conduire l’armada américaine.
Pendant les qualifications, les Mk II étaient bien plus rapides que les rivaux Ferrari et Chaparral. La force de son nombre a aida Ford à remporter la victoire tant attendue à la troisième tentative. Au moment où toutes les autos de Ferrari et de Chaparral étaient tombées à l'eau, trois Mk II étaient encore en course. Cela a permis à Ford d'organiser une arrivée digne de son écrasant succès avec les trois voitures franchissant la ligne d'arrivée ensemble. La conséquence imprévue fut que Bruce McLaren et Chris Amon, qui avaient commencé plus loin sur la grille, ont ensuite été déclarés vainqueurs bien que Ken Miles et Denny Hulme aient franchi la ligne d'arrivée en premier. Pendant la course de la Mk II, Ford avait déjà commencé à travailler sur un toute nouvelle remplaçante pour la 1967. Baptisée à l'origine la J-Car, elle deviendra plus tard la Mk IV, se distinguant par un châssis en nid d'abeille en aluminium beaucoup plus léger.
Mk II B
Alors que la nouvelle voiture étant encore en développement, les Mk II ont été mises à jour selon la spécification "B" pour les courses d'ouverture de la saison. Les changements subtils comprenaient un système de carburateur double, permettant 15 CV supplémentaires. Six Mk II ont été inscrits à Daytona, mais toutes succombèrent pour des problèmes de boîte de vitesse. Pour le Mans, deux Mk IIB ont été engagées en remplacement des nouveaux Mk IV, mais les deux autos ne terminèrent pas, pour cause d'accident. Finalement, une nouvelle victoire mancelle fut décrochée pour Ford par Guy Ligier et Jo Schlesser sur une Mk II, remportant les 12 Heures de Reims en juin 1967. Les Mk II n'ont pas pu finir la saison en raison d'importants changements de réglementation. On pense qu’en plus des deux prototypes, un total de 11 Mk II ont été construits en 1966; huit utilisent des châssis de production standard et trois autres sur des châssis fournis à l'origine à Alan Mann.
Offrant à Ford et aux États-Unis la victoire tant recherchée des 24 Heures du Mans et mettant ainsi un terme à la suprématie de Ferrari, la Mk II occupe une place particulière dans l'histoire du sport automobile américain. La plupart des 11 exemplaires existent encore aujourd'hui, certainement grâce à leur robustesse.