В 1956 году на основе «Гран Спорт» был разработан новый мотоцикл для участия в Гран При Тальони. Мощность этой модели выросла до 17 л.с. за счет применения головки цилиндра с двумя верхними распредвалами. В этом двигателе так же был использован десмодромный привод клапанов, которые теперь и закрывались, и открывались принудительно. Этот мотоцикл произвел фурор – в сезоне того года итальянский гонщик Альберто Гандосси выиграл серебряную медаль, а швейцарец Луиджи Тавери, так же выступавший за команду «Дукати», получил третье место. На новой версии этого мотоцикла (125 куб.см., 22,5 л.с.) в 1959 году американец Майк Хэйлвуд выиграл третье место в мировом чемпионате. К сожалению, следующая версия, двухцилиндровый гоночный мотоцикл (250 куб.см. , 37 л.с.) не оправдал ожиданий – Хэйлвуд смог пробиться лишь на пятое место и ушел в команду «Хонды», в которой позднее стал чемпионом мира. На этом прекратилась череда спортивных побед «Дукати».

Однако эти успехи не прошли бесследно – марка «Дукати» стала известной во всем мире, все больше мотоциклов отправлялось на экспорт, причем в такие страны, как США и Великобритания. Новый рынок имел новые запросы – требовались более тяжелые и более мощные мотоциклы. «250 Монца», стартовавший в 1961 году, имел рабочий объем 249 куб.см. и мощность 18 л.с. В 1964 году появился самый быстроходный мотоцикл в классе 250-кубовых двигателей «250 Мах 1». Мотоцикл мощностью 27 л.с. имел пятиступенчатую коробку передач и мог развивать скорость до 150 км/час при собственной массе 116 кг. Модель «Себринг»(340 куб.см., 20 л.с.), появившаяся в 1965 году, предназначалась для экспорта в США.