Bereits 1965 hatte sich Carroll Shelby und seinen Namen als de facto amerikanische Performance-Marke etabliert, mit Autos wie dem 289 und 427 Cobra, die regelmäßig auf Strecken und an Ampeln auf der ganzen Welt gegen den Wettbewerb antreten. Also wandte er sich dem Ford Mustang zu.Ford wollte sein bereits beliebtes Ponyauto zu einer Feuerpause machen, und Shelby tat genau das. Er begann mit weißen 2 + 2 Fastbacks, die mit dem leistungsstarken 289 V8 mit 271 PS ausgestattet waren, und massierte sie dann mit einem Aluminium-Hochhaus-Ansaugkrümmer, einem Holley-Vierzylinder-Vergaser, Tri-Y-Krümmern und einem Glasspack-Doppelauspuffsystem, um 306 PS und 329 ft-lb Drehmoment zu erzeugen. Ein Borg Warner Viergang setzen, dass die Kraft auf die Hinterräder, und die 2.800-Pfund-Auto könnte sprinten auf 60 Meilen pro Stunde in etwa 6,5 Sekunden, mit einem oberen Ende von 126 Meilen pro Stunde. Die Rücksitze wurden durch ein Glasfaserregal ersetzt, und alle gt350 waren mit Glasfaserhauben und blauen Kipphebelstreifen ausgestattet. Dicke Rennstreifen in der Mitte des Körpers waren optional, ebenso wie Cragar Mag-Räder.
Das Bremsen erfolgte mit freundlicher Genehmigung von Kelsey-Hayes-Scheiben vorne und Trommeln hinten, und das Auto wurde von ungleichen Armen, Schraubenfedern und einem Stabilisator vorne mit einer lebenden Hinterachse, Mehrblattfedern und Rohrdämpfern hinten aufgehängt.Eine „R“ -Variante — der seltenste und stärkste GT350 – produzierte 350 PS, wog 75 Pfund weniger und verfügte über einen vergrößerten Kraftstofftank (34 Gallonen vs. 18) für den Rennsport. Mit speziellen Köpfen, einer Super-Duty-Federung, Rennreifen und mehr wurde es erst 1965 angeboten.Für 1966 kamen GT350s in einer breiteren Außenpalette, mit blauen, roten, grünen und schwarzen Autos angeboten. Zu den subtilen Karosserieänderungen gehörten funktionale Seitenbremsschaufeln und ein spezielles hinteres Viertelfenster, während ein SelectShift-Dreigang-Automatikgetriebe zur Verfügung gestellt wurde. Ganz oben auf der Optionsliste stand ein Paxton-Kompressor, der dem GT350 stratosphärische Kraft verlieh. Nur eine Handvoll Autos waren so ausgestattet.
Die Sonderproduktion für 1966 umfasste etwa tausend GT350H-Mietwagen für die Hertz Corporation. Die meisten waren schwarz mit goldenen Streifen.
1967 wuchsen Mustangs und damit GT350 sowohl in Größe und Gewicht als auch in Bezug auf den Innenkomfort. Zu den bemerkenswerten Änderungen gehörten zwei zentral im Kühlergrill montierte Fernscheinwerfer, eine größere Haubenschaufel und Seitenbremsschaufeln, hintere Viertelschaufeln zur Erhöhung der Innenbelüftung, und ein Heckspoiler.Bis 1968 hatte Carroll Shelby viel von der Autonomie verloren, die er bei der Entwicklung des GT350 genossen hatte, da Ford mehr in den Entscheidungsprozess involviert war. Zunächst verlagerte sich die Produktion von Shelby American in Kalifornien nach Michigan, wo die Autos neben Mustangs der Standardproduktion gebaut wurden. Ford übernahm auch das gesamte Marketing und die Werbung.Twin Air Scoops zierten die Vorderkante der Motorhaube, aber die größte Neuigkeit war die Einführung eines Cabrio-GT350-Modells mit eingebautem Überrollbügel. Alle GT350 nutzten jetzt Fords 302-ci V8, aber es war eine viel verdummte Version und die Leistung wurde auf etwa 250 PS reduziert. Während der Paxton Supercharger noch eine Option war, ging es bei GT350 weniger um Leistung als vielmehr um Komfort, mit Optionen wie Klimaanlage, Automatikgetriebe, getönten Scheiben, Neigungslenkung und mehr für Käufer.
GT350s sahen ihr letztes Produktionsjahr in 1969. Regelmäßige Mustangs erhielten in diesem Jahr eine gründliche Neugestaltung, und Ford veröffentlichte seine eigenen heißen Versionen des Autos: den Boss 302 und den Mach 1. GT350s wurden mit einem weiteren neuen V8 ausgestattet – dem 351 Windsor, der 290 PS leistete. Einige unvollständige 1969er Modelle wurden 1970 fertiggestellt und erhielten 1970er Seriennummern, obwohl diese Autos in jeder Hinsicht ansonsten 1969er Modelle sind.
Bis heute ist der Shelby GT350 eine ikonische Performance-Maschine, die sich sowohl durch Leistung als auch durch Bewertung leicht von anderen Mustangs unterscheidet.