Формульные гонки в то время играли важную роль для марки, поэтому забрасывать одноместные болиды фирма не планировала. Учтя полученный опыт, инженеры из Цуффенхаузена начали работу над новым Porsche 804. Автомобиль также был построен вокруг стальной трубчатой рамы, накрытой алюминиевым кузовом (часть элементов, правда, выполнили из стекловолокна), однако машину удалось сделать уже и ниже предшественника. Добиться этого удалось за счет нового восьмицилиндрового мотора Type 753 с расположенным горизонтально вентилятором системы охлаждения. Ханс Хеник и Ханс Мецгер спроектировали 1,5-литровый двигатель, способный развивать до 180 л. с., что в сочетании с улучшенной 6-ступенчатой механической коробкой передач разгоняло болид до 270 км/ч. 150-литровые топливные баки располагались в носовой части и по бокам от места гонщика, позволяя сохранять развесовку по мере расходования бензина на дистанции. Машина стала первым Porsche со всеми дисковыми тормозами и первым Porsche с реечным рулевым управлением.

Однако Porsche 804 мог получиться совсем другим. Первый запуск нового двигателя на испытательном стенде состоялся 12 декабря 1960 года, но в компании были опасения, что мотор не удастся довести до ума к необходимому сроку, поэтому был построен прототип автомобиля с двигателем Михаэля Мэя. Швейцарский гонщик, инженер и специалист по впрыску топлива перешел из Mercedes-Benz в Porsche для работы над новым мотором Type 753, но вместо этого ему поручили развитие «двигателя Фурмана». Доработанный Мэем агрегат выдавал 185 л. с., и инженер был уверен, что оснащенный этим мотором болид сможет побеждать в «Формуле‐1»: Михаэль был готов доказать это лично, убедив Ферри Порше предоставить ему Porsche 718/2 с новым двигателем на Гран-при По 1962 года. Однако обещанную машину специалист не получил, а после такого поступка со стороны компании инженер покинул Porsche и перешел в Ferrari.

Porsche 804 на выставке Retro Classics в 2017 году

Гоночный дебют Porsche 804 состоялся на Гран-при Нидерландов 1962 года – команда получила инструкции от Ферри Порше, что автомобили должны быть возвращены в Штутгарт, если они не покажут себя хорошо в тренировках. Дебют получился скомканным, и Порше уже был готов закрыть программу в «Формуле‐1», однако Дэн Герни убедил продолжить проект. Команда Porsche пропустила Гран-при Бельгии, потратив время на тесты и доработку своего болида, внеся изменения в подвеску, механизм переключения передач и компоновку машины. На внезачетном Гран-при Солитьюда Герни и его шведский напарник Карл Йокум Йонас Боннье принесли команде победный дубль, однако главный успех ждал Porsche на Гран-при Франции, который Дэн Герни выиграл – это первая и единственная победа команды в «Формуле‐1».

Незадолго до окончания сезона, перед Гран-при Южной Африки, Porsche объявила о закрытии проекта в «Формуле‐1». Руководитель гоночных программ марки Фриц Зиттиг Энно Вернер фон Ханштайн объяснил, что компания сосредоточится на гонках на выносливость и чемпионате Европы по подъему на холм: по его словам, Ферри Порше не считал, что владельцы серийных автомобилей Porsche соотносят себя с пилотами «Формулы‐1», а технологии из этой серии можно будет перенести на серийные автомобили. Кроме того, «Формула‐1» была для Porsche затратной из-за того, что команде приходилось закупать дорогостоящие детали в Англии, поскольку в Германии не было поставщиков нужных компонентов. В это время Porsche пыталась вывести на рынок преемника Porsche 356 и находилась в процессе приобретения кузовного ателье Reutter, поэтому нуждалась в финансах, получить которые можно было за счет отказа от слишком затратных проектов.

Всего было построено четыре автомобиля Porsche 804, но четвертое шасси никогда не участвовало в гонках. После сезона-1962 Porsche ушла из «Формулы‐1» и прекратила все разработки в этой области примерно на 20 лет. Лишь в 1980-х марка Porsche вернулась в «Формулу‐1» в качестве поставщика двигателей для британской гоночной команды McLaren и выигрывала с командой титулы чемпиона мира с 1984 по 1986 год. После пятилетнего перерыва, в 1991 году, Porsche с командой Arrows тщетно пыталась повторить прежние успехи с новым двигателем, но эти наработки в итоге не пропали и частично были воплощены в дорожном суперкаре Porsche Carrera GT.