La stagione 1963 fu il canto del cigno per la Formula Junior, categoria nata come formula propedeutica economica ed evolutasi, con l'arrivo dei costruttori inglesi, in una sorta di Formula 1 in miniatura.

Nel 1964 venne reintrodotta la Formula 3; il regolamento prevedeva l'adozione di motori 4 cilindri dalla capacità massima di 1000 cc, provenienti da vetture di serie. Erano vetture al livello delle Junior e più prestazionali delle precedenti Formula 3 dotate di propulsori da mezzo litro.

De Tomaso progettò una Formula 3 con telaio monoscocca e motore Ford.

Il quattro cilindri da 997 cc (alesaggio e corsa 80,1 x 48,4 mm) era capace di erogare 110 CV a 9500 giri al minuto. La monoscocca era fusa in lega di magnesio e includeva i serbatoi laterali.

In virtù della somiglianza tra i due regolamenti anche la De Tomaso Formula Junior del 1963 fu convertita in Formula 3.

La stagione italiana 1964 di F3 fu positiva per De Tomaso: Franco Bernabei conquistò il secondo posto alla VIII Coppa Autodromo di Monza il 5 aprile e il terzo posto al GP di Roma a Vallelunga il 20 settembre, Mario Casoni vinse la gara al Circuito di Caserta del 21 giugno.

La competitività della monoposto modenese calò drasticamente nel 1965, le buone prestazioni di Bernabei furono limitate alle batterie iniziali. La De Tomaso F3 prese parte anche ad alcune gare in salita, tra cui spicca la vittoria di categoria alla Garessio-San Bernardo del 1965 con Massimo De Antoni.