Nel marzo del 1965 fu presentata al Salone dell’Auto di Ginevra la 500 F, che sostituì la 500 D. Ad un iniziale timido debutto fece seguito un gran successo. La 500 F rimane, infatti, fra tutte le sue “sorelle” bicilindriche, quella col numero più alto di vendite.
Nata sempre dalla matita dell’ing. Dante Giocosa fu collocata sul mercato ad un prezzo iniziale di 475.000 lire, 25.000 in più rispetto alla D. Le notevoli migliorie che nel complesso furono apportate sull’auto, giustificarono questo aumento di prezzo. La Fiat, infatti, avvertì il bisogno di aggiornare la piccola utilitaria e di renderla conforme alle nuove disposizioni del codice della strada.
La novità più evidente fu il nuovo sistema di apertura delle portiere che furono “girate”, ovvero incernierate anteriormente al telaio e dotate di una nuova maniglia con pulsante a serratura tridimensionale. Il parabrezza anteriore venne ingrandito, mentre furono eliminati tutti i profili ed i particolari (la luce targa posteriore e la base delle plastiche dei fari) in alluminio. L’alluminio scomparve anche dalle borchie delle ruote che furono prodotte in acciaio. I fari anteriori rimasero di forma e dimensione uguale ma divennero a fascio asimmetrico, mentre quelli posteriori cambiarono disegno.
Il fregio anteriore (il cosiddetto baffo) in tre pezzi fu sostituito da uno di uguale forma ma realizzato in un unico pezzo ed in plastica.
Anche l’interno della piccola utilitaria risultò modificato e quindi migliorato.
Il tachimetro rimase lo stesso, ma la scala fu ridisegnata e portata fino a 120 km/h. Le bacchette del devio luci dall’alluminio passarono alla plastica. I comandi sulla plancia vennero messi in fila e le spie (indicatori di direzione e luce abbagliante) semplificati. Il vano portaoggetti situato sotto la plancia divenne in cartone pressato e rivestito in plastica. Cambiò forma sia la maniglia dell’apertura della portiera, sia quella d’appiglio e fu contestual- mente inserita anche la sicura interna. La nuova leva del tettuccio, ora in plastica, rese senza dubbio più pratica l’apertura della capotte.
Nella meccanica i cambiamenti si mostrarono importanti. Il nuovo motore (sempre un bicilindrico a trazione posteriore con raffreddamento ad aria, marcato 110F000) con cilindrata invariata (499,5 cc.), elevò la potenza fino a 18 CV. Il carburatore rimase quello della D, un Weber 26 IMB 4, mentre cambiò il filtro dell’aria che divenne più capiente. Venne adottato per la prima volta un dispositivo per il riciclo dei gas di sfiato, così come un dispositivo di sicurezza per l’impianto di riscaldamento interno. Semiassi di maggiori dimensioni, giunti elastici ruota ed una nuova frizione completarono il tutto. Nel settembre del 1968, in concomitanza con l'uscita della 500 L (lusso), la Fiat decise di fare un "mini restyling". Cambiarono soprattutto alcuni particolari e fra i più importanti si ricordano gli interni che videro scomparire le tipiche lunette e bordi bianchi dai sedili. La scritta posteriore "Nuova500" lasciò il posto ad una con il nuovo logo Fiat, la calandra non aveva più il foro centrale che nascondeva il clacson; quest'ultimo fu spostato in basso, così come la bobina che passò alla destra del motore. Il carburatore adottato fu Weber 26 IMB 10. Nel 1972 la 500 F e la 500 L lasciarono il posto alla 500 R (rinnovata). Si chiuse così la produzione della mitica Fiat 500 F.