Entraînées dans une course à la performance face à la montée en puissance de Ford, les Ferrari 330 P2 d'usine sont victimes de nombreux ennuis et abandonnent les unes après les autres. C'est ainsi que peu avant la mi-course, la Ferrari 250 LM de Pierre Dumay-Gustave Gosselin (n°26, Ecurie Francorchamps) prend la tête. Mais celle de Masten Gregory-Jochen Rindt (n°21, NART), considérablement retardée dans les premières heures, mène une fantastique remontée de la dix-huitième à la deuxième place. Eugenio Dragoni, directeur sportif de l'équipe d'usine, propose alors de geler les positions en tête, mais Luigi Chinetti refuse ce statu quo, bien décidé à jouer jusqu'au bout sa chance pour la victoire.

Le sort de la course bascule le dimanche à 12h53, lorsque la 26, pilotée à cet instant par Gosselin, explose son pneu arrière droit. Il parvient tout de même à regagner son stand pour réparation, mais Rindt prend définitivement la tête avant de céder le volant à Gregory pour la fin de la course. Ce dernier ménage soigneusement sa monture, jusqu'alors menée à bride abattue par son coéquipier pendant leur folle remontée... Et juste après avoir reçu le drapeau à damier, le différentiel de la 21 rend l'âme ! Quinze ans après sa victoire en tant que pilote Ferrari, Luigi Chinetti s'impose cette fois en tant que propriétaire d'écurie, tandis que Dumay et Gosselin sauvent la deuxième place après leur crevaison.

Cette victoire est aussi la dernière d'une série de six succès consécutifs de Ferrari, une domination inconnue jusqu'alors. Seul Porsche fera mieux deux décennies plus tard, avec sept victoires d'affilée de 1981 à 1987. Treize fois victorieux en quinze éditions, Audi s'est imposé de 2000 à 2002, puis de 2004 à 2008 et de 2010 à 2014.