Après avoir racheté Aston Matin et Lagonda David Brown décide de s’engager sèrieusement en compétition. Il s’entoure d’Eberan von Eberhorst (rersponsable du programme V12 des Auto-Union 1938-1939) qui arrive chez Aston-Martin en 1950 pour étudier une voiture en vue des 24 Heures du Mans 1951 qui ne sera pas prête à temps.
Eberhorst veut gagner du temps en élaborant un châssis simple, Franck Feeley se chargeant de dessiner la carrosserie. Il réalise d’abord une maquette au 1/8e testée dans la soufflerie Vickers-Armstrong à Brooklands (G-B) : barquette très basse avec lignes effilées, arrière en queue de canard et calandre typique Aston Martin (chapeau de gendarme). La voiture utilise le moteur de la DB2, leseul disponible, dessiné par W.O. Bentley pour la Lagonda LB6.
Les 1ers essais de roulage ont lieu sur la piste du M.I.R.A. et 1er engagement au Tourist Trophy à Dundrod (G-B) le 15/09/1951 avec un carter d’huile en magnésium à la place du carter d’huile en tôle, qui est responsable de l’abandon de la voiture (la dilatation casse le joint en papier qui laisse passer l’huile et les coussinets sont hors d’usage par manque de lubrification).
L’usine met en place un programmes d’essais en 1952 à Monthléry avec Macklin, Griffith et Abecassis, qui aboutit à la réalisation d’un nouveau pont arrière suite à une rupture due à une mauvaise conception (la géométrie du train arrière entraînant la casse suite à des efforts de flexion trop importants), un capot percé avec prise d’air pour alimenter carburateurs et mécanique, des ouïes d’aération derrière les roues avant pour remédier à la surchauffe du compartiment moteur mal aéré et à l’abandon de la culasse aluminium pour un modèle en fonte.
La 1ère sortie officielle de la DB3 à lieu à Silverstone (10/05/1952), l’usine aligne les 3 voitures construites pour Le Mans et le prototype de 1951.
Moteur :
6 cylindres en ligne regroupés par paires adapté par l’ingénieur Tresilian pour la DB2 Lightweight.
Bloc fonte et culasse en aluminium.
Bas moteur avec vilebrequin sur 4 paliers tournant dans des galettes amovibles (« cheese ») directement insérées dans le bloc, permettant l’emploi de fonderie fine, mais créant des problèmes de rigidité par rapport au système traditionnel des paliers fixés au bloc. Ce système nécessite également des bielles très longues et minces (fragilité), les bielles de chaque paire de cylindre reposent sur le même maneton du vilebrequin.
Distribution par 2 arbres à cames en tête.
Alimentation par 3 carburateurs double corps Weber 35 DCO.
2580 cm3 (78×90), taux de compression : 8,2 :1.
133 chevaux à 5500 tours.
Transmission :
Nouvelle boîte de vitesses David Brown à 5 rapports S527, 1ère non synchronisée avec embrayage mono-disque à sec Borg & Beck et couple final de 4,11 :1.
Châssis :
Châssis à longerons et traverses à gros tubes d’acier en place de la structure de tubes de section rectangulaire de la DB2. Grosse traverse centrale de renfort et petit bâti pour supporter le pont arrière. Moteur positionné très en arrière de l’axe des roues. Le châssis pèse 67 kg pour un total de 840 kg (poids non suspendu : 73 kg).
Carrosserie barquette sport biplace en aluminium réalisée par Franck Feeley, poids limité à 100 kg et soubassement plat.
Suspension avant à roues indépendantes par double bras tirés superposés, bras inférieur relié aux barres de torsion contenues dans le tube frontal extrême du châssis, bras supérieur faisant office d’amortisseur (principe Houdaille), barres de torsion transversales.
Suspension arrière à pont de Dion, barres de torsion transversales logées dans le tube à l’extrémité arrière du châssis, barre Panhard pour un maintien transversal du pont arrière et amortissement par tubes hydrauliques télescopiques.
Voiture à peine plus légère que la DB2 allégée (45kg).



Freins :
Tambours à l’avant et à l’arrière, accolés au différentiel à l’arrière, Al-fin, diamètre 11 pouces, largeur 2,5 pouces à l’avant, 11×2,25 à l’arrière. Double circuit hydraulique avec 2 servofreins. Répartition du freinage 65/35% entre l’avant et l’arrière.
Direction :
Crémaillère (1ère chez Aston-Martin).
Evolution :
1952 : Bloc entièrement en fonte.
Passage en 2,9 litres, transformation par Willie Watson (motoriste Aston-Martin), diamètre des cylindres agrandi par décalage de l’axe des cylindres (les cylindres appairés ne permettent pas un réalésage symétrique des cylindres), entraînant un décentrage des bielles et un déséquilibre des efforts. Alésage 83mm (+5mm), course inchangée de 90, 2922 cm3, même alimentation, taux de compression abaissé à 7,9 :1, 147 chevaux à 5000 tours.
06/1952 : Pour les 24 Heures du Mans, moteur 2580 cm3 (78×90), suite aux problèmes de bielle, taux de compression 8,6 :1, 141 chevaux à 5500 tours.
07/1952 : Remplacement de la boîte de vitesses à 5 rapports par un agrégat 4 vitesses Type S 430/6SR David Brown déjà utilisé sur la DB2.
08/1952 : Nouveau moteur 2,9 litres avec embiellage revu par Eberhorst. Nouvelles bielles décentrées de 2,5mm à leur tête du côté vilebrequin.
1953 : Présentation de la DB3S à partir des 24 heures du Mans (en fait première apparition à Monza) : voiture améliorée par W. Watson (ex-Bentley). Empattement réduit à 2,21m (- 15cm), voie réduite de 5 cm à 1,23m, allègement de 75 kg. Remplacement du groupe différentiel à couple hypoïde et carter fonte Salisbury par un couple conique dans un carter en aluminium avec coulisseau pour le guidage de l’essieu de Dion. Freins dans les roues et non plus accolés au différentiel pour éviter un transfert de chaleur vers ce dernier.

Moteur 2922 cm3 fiabilisé avec décentrage de la tête de bielle et non plus du pied, 182 chevaux à 5500 tours, taux de compression 8,5 :1. Dessin Willie Watson.
1954 : Nouvelle culasse en aluminium à double allumage. Carburateurs Weber 45 DCO en place des 35, 225 chevaux à 6000 tours.

1955 : Aston Martin fabrique une série de DB3S compétition-client. Freins à disques en acier chromé Girling avec roues à moyeu fortement déporté dont la rangée extérieure de rayons rejoint une jante déportée à l’extérieur du pneu. Différentiel autobloquant ZF.
? : Nouveaux arbres à cames à levée plus haute, 236 chevaux.
1956 : Partie avant redessinée à partir de Rouen.
Participation à la compétition (principaux engagements) :
15/09/1951 : Tourist Trophy Dundrod : 1 voiture, N°20, Macklin Ab. (bielle).
10/05/1952 : 10/05 : Silverstone, 4 voitures : Parnell (DB3/3) , 2e Gl, Abecassis (DB3/4) 3e Gl, Macklin (DB3/5) 4e Gl, Duke Ab. (direction, DB3/1).
GP de Monaco (réservé aux Sport) , 2922 cm3 (83x), modifications de l’entre-axe des cylindres entraîne décentrage du pied de bielle et flexion de celle-ci. , Ab. (bielle).
24 Heures du Mans, 3 voitures moteur 2,6 litres, dont 1 avec hardtop profilé. N°27, Parnell-Thompson, Ab. (couple de pont hypoïde), Ab. (couple de pont hypoïde), Ab.
9 Heures de Goodwood : 3 voitures, 1er Gl, Collins-Griffith, 1er Gl, Abecassis-Poore, Ab. ; Parnell-Thompson, Ab.
1953 : 12 Heures de Sebring : 2 voitures : Parnell-Abecassis, 2e Gl ; Collins-Duke, Ab.
1000 Miglia :3 voitures : Parnell 5e Gl, Collins, 16e Gl, Abecassis, Ab.
Silverstone : dernière course des DB3 usine : 3 voitures, Parnell-Collins, 2e Gl ; Abecassis-Salvadori, Ab. ; Poore-Thompson, Ab.
24 Heures du Mans : 3 voitures DB3 S. N°26, Salvadori-Abecassis, Ab. (acc.), Parnell-Collins, Ab. (embrayage), Poore-Thompson, Ab (moteur).
Empire Trophy DB3S : 1er Gl, Parnell.
1954 : 24 Heures du Mans : 2 DB3S 225ch avec carrosserie fermée, 1 DB3S ouverte 190 ch, 1 DB3S ouverte avec compresseur volumétrique, 240 ch@6000 : N°20, Collins-Bira, Ab. (version fermée, Acc.), N°21, Whitehead-Jimmy Stewart, Ab. (version fermée, Acc.), Parnell-Salvadori, Ab. (version compresseur, joint de culasse), Ab. Frère-Shelby Ab. (moyeu).
1000 Miglia : 1 DB3S : N°102, Collins, Ab. (moteur).
1955 : GP de Spa : DB3S à simple allumage, freins à tambours, gros carburateurs : Frère, 1er Gl.
24 Heures du Mans : 3 voitures configuration 1955 : 2e Frère-Collins, 2e Gl ; Ab. (génératrice), Ab. (bielle).
1956 : 24 Heures du Mans 2 voitures configuration 1955 avec avant modifié : N°8, Moss-Collins, 2e Gl.