L’histoire commence à l'automne 1961, quand les huit cadres principaux de Ferrari quittent Maranello avec fracas. Une révolution de palais consécutive à un litige avec le Commendatore à propos de l’ingérence de Laura, l’épouse d’Enzo, dans la gestion de l’entreprise.

Carlo Chiti, directeur technique de la Scuderia, Romolo Tavoni, directeur sportif, Giotto Bizzarrini et quelques autres sont limogés au terme d’une saison pourtant des plus réussies, puisque marquée par le titre de champion du monde conquis par Phil Hill. Ferrari est décapité.

Chiti, Bizzarrini, Gardini et Tavoni vont alors fonder à Bologne une nouvelle marque sportive baptisée ATS (Automobili Turismo e Sport). L’objectif est de contester la domination de Ferrari à la fois sur la piste en s’engageant en Formule 1 et sur la route en produisant un modèle Grand Tourisme.

Cette ambition est financée par le riche comte Giovanni Volpi di Misurata, propriétaire de la Scuderia Serenissima qui fait courir des Ferrari. Le jeune milliardaire vénitien (il a 24 ans) a hérité sa fortune de son père Giuseppe, homme d’affaires et fondateur, sous le fascisme, de la Mostra de Venise, le plus célèbre festival de cinéma avec Cannes.

Révélée à la fin 1962, la F1 Tipo 100 est construite sur un châssis, qui est une réplique de celui de la Ferrari 156. Motorisée par un V8 de 1,5 litre, elle est confiée à deux pilotes de grand renom, le champion du monde en titre Phil Hill et Giancarlo Baghetti, également démissionnaires de la Scuderia Ferrari à la fin 1962.

Mais le programme va rapidement tourner court. Manquant les premières épreuves de la saison 1963, la voiture est alignée pour la première fois à Spa. La suite de la saison se révélera catastrophique et l’avenir de la monoplace s’arrêtera là. L’ATS sera utilisée ensuite par Alf Francis, l’ancien mécanicien de Moss et de Walker, pour développer sa Derrington-Francis.

Quant à la GT, elle est présentée au salon de Genève de 1963. Il s’agit d’une originale et novatrice berlinette conçue par Bizzarrini et dont l'architecture 
dérive des machines de compétition. Implanté en position centrale arrière, son moteur est un V8 de 2,5 litres dessiné par Chiti, d’où son appellation d’ATS 2500 GT. Il développe 220 ch en version GT et 
260 ch en version GTS. Les vitesses sont respectivement 
de 240 km/h et 255 km/h.

Dessinée par Allemano, l’ATS 2500 se 
caractérise par des lignes modernes et une importante surface vitrée
. Au salon de Paris de 1963, la carrosserie a été quelque peu remaniée : capot avant 
redessiné, nouveaux pare-chocs et feux arrière et 
planche de bord revue.

Des sommes très importantes ont été investies dans l'étude et la construction de la 
Formule 1 comme de la 2500 GT. Mais peu d’acquéreurs éventuels se sont intéressés à cette GT inconnue, d’autant que l’image d’ATS a beaucoup pâti du fiasco de la Formule 1. Douze 
exemplaires seulement seront produits. L'entre
prise se retrouve en difficulté et ATS cessera son 
activité de constructeur en 1964. A ce moment,
Bizzarrini est déjà parti pour créer sa propre société, Autostar, et travaille pour Lamborghini, tandis que Chiti fonde l’écurie Autodelta, qui collaborera étroitement avec Alfa Romeo.

Quant au comte Volpi, il emporte les plans dans son palais vénitien et va les utiliser pour sa GT baptisée Serenissima. En 1965, celle-ci apparaît comme la reprise du coupé ATS avec moteur central et châssis multitubulaire. Son V8 reçoit deux arbres à cames en tête par rangée de cylindres, contre un seul sur l'ATS, ainsi qu’un double allumage. Deux versions existent : 3 litres de 300 ch et 3,5 litres de 340 ch. C’est cette dernière, qui, en version barquette, participera aux 24 Heures du Mans de 1966. La voiture abandonnera sur rupture de transmission. Ne souhaitant pas engloutir sa fortune dans un duel sans espoir avec Ford, le comte mettra un terme à l’aventure.