Porsche 901 était à l'origine le nom de la Porsche 911.
Au début des années 1960, le nombre de projets Porsche atteignait les 800. Par exemple, le modèle F1 de Porsche de 1962 s'appelait Porsche 804.
Lors de l'Internationale Automobil-Ausstellung de Francfort en septembre 1963, Porsche présenta son successeur à la Porsche 356, la 901. Il a fallu plusieurs mois de plus avant que les wagons soient fabriqués pour être vendus aux clients. Entre le 14 septembre et le 16 novembre 1964, 82 voitures sont construites et la 901 est présentée en octobre au Salon de l'auto de Paris 1964. Là, le constructeur automobile français Peugeot s'est opposé à ce que Porsche utilise un numéro à trois chiffres dont le chiffre du milieu est 0, revendiquant la propriété des droits de dénomination sur les marchés clés et ayant déjà vendu de nombreux modèles avec ce système.
Ainsi, Porsche a simplement remplacé le 0 du milieu par un 1, et a appelé la voiture Porsche 911. Officiellement, les 901 déjà construites ont été utilisées pour des essais et des expositions, et Porsche n'en a vendu aucune à des clients privés. Néanmoins, plusieurs des voitures conservées par Porsche à l'époque semblent être devenues propriété privée par la suite : en 1988, le numéro 20 a été découvert et entièrement restauré par Kurt Schneider et son épouse, Lori. Puis, en 2010, il a été rapporté que la voiture numéro 37 appartenait à un spécialiste Porsche nommé Alois Ruf.
Lorsque la Porsche 911 (901) est lancée, elle est équipée d'un 2 litres Flat 6 (soit un 6 cylindres à plat) monté sous le capot arrière. Son architecture alliée à un refroidissement par air2, vont rapidement lui conférer une sonorité qui lui est propre et qui contribuera largement à son image. Après quelques évolutions notables, visant surtout à augmenter la puissance, le couple et améliorer la carburation, Porsche revisite en profondeur son Flat pour l'optimiser et lui donner plus de chevaux. Ainsi, c'est toute la gamme qui va gagner 10 ch supplémentaires3.
La boîte mécanique de la type 901 à 5 rapports est doté d'un carter en magnésium. En option, l'acheteur peut opter pour la boîte semi-automatique Sportomatic (Type 905) qui fonctionne de la manière suivante : la pédale d'embrayage est supprimée au profit de capteurs dans la commande de vitesse, ainsi, à chaque passage la boîte embraye automatiquement. Son poids contenu aux alentours de la tonne, une boîte bien étagée et un Flat 6 de 140 ch permettent les 215 km/h, 0 à 100 km/h en 9 secondes et le kilomètre départ arrêté en 30,2 secondes3.
L'architecture très particulière des Porsche 911, avec son moteur en porte-à-faux arrière, a une incidence évidente sur son comportement routier. Le comportement des premiers modèles était très délicat et des poids en plomb (50 kg) furent montés dans les buttoirs de pare-chocs avant. À la suite de l'augmentation de l'empattement des Porsche 911 en 1967, les bras arrière gagnent 5,7 cm en longueur et les barres de torsion sont plus épaisses. La suspension avant reçoit des jambes de force hydropneumatiques. Il faudra attendre 1971 pour que les Porsche 911 2.2 E soient enfin équipées d'une barre antiroulis à l'avant.