Dès 1966, les clients Porsche signent de premiers succès internationaux avec la 911 S, notamment une victoire dans les moins de deux litres aux 24 Heures de Daytona par Jack Ryan et Art Benker, ainsi qu’un succès par catégorie au Mans grâce à « Franc » et Jean Kerguen. En 1967, les écuries privées raflent 13 titres nationaux dans les catégories proches de la série, parmi lesquels un championnat dans l’importante course américaine TransAm, remportée également par la 911 en 1968 et 1969. La 911 arrive première de sa catégorie à Daytona, Sebring et Spa, ainsi qu’à la Targa Florio et sur le Nürburgring. La première victoire générale aux 24 Heures de Spa survient en 1967 et sera renouvelée en 1968 et en 1969 pour un triplé historique.

Porsche crée la petite série 911 R pour l’équipe usine et les équipes privées. Ce prototype intègre un moteur Carrera 6 de 210 ch, une réserve de puissance considérable pour un poids de 830 kg seulement. À son volant, Vic Elford, Hans Herrmann et Jochen Neerpasch remportent immédiatement le « Marathon de la Route », une course de 84 heures sur le Nürburgring. La nouvelle boîte de vitesses semi-automatique « Sportomatic » subit cette torture sans broncher. La 911 R bat encore plusieurs records de vitesse à Monza en novembre 1967.

En 1970, le département courses construit la 911 la plus légère homologuée pour la route pour le pilote d’usine Gérard Larrousse : la 911 ST destinée au Tour de France affiche 789 kg sur la balance. Selon la légende, Gérard Larrousse aurait promis aux mécaniciens une caisse de champagne pour chaque kilogramme gagné en dessous des 800 kg. Larrousse arrive troisième, seulement devancé par deux prototypes Matra.

Jusqu’en 1972, les Porsche 911 S, 911 R et 911 T restent les voitures à battre. Alors que la 911 S 2.3 de 1971 développait 240 ch, le moteur à plat voyait sa cylindrée portée à 2,5 litres un an plus tard et sa puissance à 270 ch. Parmi la manne incroyable de titres et de victoires, on retiendra par exemple la Coupe d’Europe GT remportée en 1971, 1972 et 1973.

La RS 2.7 sert de base à Porsche pour construire la 911 Carrera RSR 2.8 dans la perspective du Championnat du monde des constructeurs 1972. Ce modèle restera comme l’un des plus prisés des amateurs. La RSR 2.8 pèse seulement 890 kg, mais son six-cylindres réalésé de 100 cm3 développe 300 ch (221 kW), soit 90 ch de plus que la RS 2.7. Le châssis est pour l’essentiel identique au précédent et le système de freins a encore été renforcé. La première participation de la 911 Carrera RSR 2.8 aux 24 Heures de Daytona en 1973 tourne au triomphe lorsque Peter Gregg et Hurley Haywood décrochent la victoire au général contre des GT et des prototypes beaucoup plus puissants. Les 12 Heures de Sebring, l’autre grand classique américain, n’échappent pas non plus à Gregg et Haywood, rejoints par Dave Helmick au volant de la RSR. Au Mans, une RSR d’usine rate le podium de peu derrière trois prototypes. Autre victoire importante à souligner, celle remportée à la dernière édition de la Targa Florio en 1973. À bord de leur RSR, Herbert Müller et Gijs van Lennep sont les plus rapides à boucler cette épreuve comptant pour la Championnat du monde des constructeurs et offrent à Porsche la onzième victoire au classement général.

La saison 1974 est l’occasion pour Porsche de proposer une version encore plus puissante pour les circuits : la Carrera RSR 3.0 de 2 994 cm3 et 330 ch (243 kW). Conçue exclusivement pour la compétition, la RSR 3.0 se caractérise par un aileron arrière massif et des ailes très larges. Cette année-là, Porsche survole le Championnat d’Europe GT et la quasi-totalité des Championnats GT les plus importants.

L’un des maîtres d’œuvre de la 911 de compétition s’appelle alors Norbert Singer, un ingénieur qui supervisera plus tard les légendaires 935 et 956/962C. Les moteurs de course et de rallye sont placés sous la responsabilité de Hans Mezger, le père du moteur de la 911.

En 1974, les huit premières places de la Coupe d’Europe GT FIA reviennent à Porsche. Des écuries privées remportent également le Championnat IMSA et TransAm aux États-Unis avec la 911. Un an plus tard, les Carrera RSR monopolisent les dix premières places du Championnat d’Europe GT et des équipes clients remportent de nombreux championnats nationaux.

Alors même que la RSR à moteur atmosphérique vole de victoire en victoire, Porsche travaille d’arrache-pied sur un moteur turbo qui devra assurer la suprématie de la 911 dans le haut de gamme des futurs championnats. En 1972 et en 1973, Porsche multiplie les expériences avec le 12-cylindres suralimenté de la 917. En version 917/30, la voiture développe jusqu’à 1 400 ch (1 029 kW) et surclasse ses concurrents dans la série CanAm.