Nach der erfolgreichen Einführung des neuen 2-Liter-Vierzylinder-Rennmotors mit Kompressor im Frühjahr 1923 nahm sich Ferdinand Porsche, der kurz zuvor als Technischer Direktor und Vorstandsmitglied von Austro Daimler zur DMG nach Untertürkheim gewechselt war, zunächst dieses Triebwerks an. Ohne dessen Grundkonstruktion zu verändern, überarbeitete er den Motor tiefgreifend, um Leistungsausbeute und Zuverlässigkeit noch weiter zu steigern.
Wesentliche Neuerungen waren eine Reduzierung der Verdichtung bei gleichzeitiger Vergrößerung des Roots-Kompressors sowie der erstmalige Einsatz innengekühlter Auslassventile. Während die erste Maßnahme zu einer Erhöhung der Motorleistung führte, resultierte die zweite durch eine Quecksilberfüllung der hohlgebohrten Ventilschäfte in einer reduzierten Temperaturbelastung der je zwei Auslassventile pro Zylinder.
Über die Spitzenleistung des Renntriebwerks, das wie seine Ausgangsbasis über zwei obenliegende Nockenwellen mit Königswellenantrieb sowie insgesamt 16 Ventile verfügte, finden sich in den vorhandenen Quellen unterschiedliche Angaben. Sie reichen von 67,5 PS/49,7 kW ohne und 126 PS/93 kW mit Kompressor bis zu 150 PS/110 kW mit Kompressor am Ende der Entwicklung. Als Höchstdrehzahl werden 4500/min bzw. 4800/min angegeben.
Für die Ende April 1924 auf Sizilien auf dem Programm stehende Targa Florio, bei der deutsche Automobilhersteller trotz eines als Kriegsnachwirkung zum Teil immer noch gültigen Startverbots willkommen waren, wurde der überarbeitete Motor in ein Fahrgestell eingebaut, das auf dem Chassis des letztjährigen Indianapolis-Rennwagens basierte. Es präsentierte sich mit einer gemäß zeitgenössischen Werkszeichnungen von 1340 mm auf 1400 mm verbreiterten Spurweite vorne und hinten nur marginal modifiziert. Am Heck liefen die Rahmen-Längsträger nicht wie beim Indianapolis-Rennwagen zusammen, sondern verliefen weiterhin parallel, um die für den Einsatz auf Land- und Bergstraßen unerlässlichen Reserveräder untergebringen zu können. Eine kleine Scheibe vor dem rechts sitzenden Fahrer sollte insbesondere vor Steinschlag schützen. Dem gleichen Zweck dienten rundum montierte Kotflügel – zumindest während der Fahrt zum Rennen und der anschließenden Rückfahrt ins Werk.
Bei der DMG wollte man nach den sehr unterschiedlichen Erfahrungen, die man bei der Targa Florio während der letzten Jahre gemacht hatte, nichts dem Zufall überlassen und absolvierte ein ungewöhnlich aufwendiges Vorbereitungsprogramm. Dieses umfasste zum einen umfangreiche Testfahrten, die man bereits im Januar auf Sizilien unternahm, und zum anderen eine Maßnahme, die sich schon 1922 beim Überraschungssieg Conte Masettis auf einem der Mercedes 4,5-Liter-Grand-Prix-Rennwagen von 1914 bewährt hatte: Die für einen Start auf Sizilien vorgesehenen vier 2-Liter-Rennwagen wurden rot lackiert, eine Rennfarbe, die eigentlich italienischen Fabrikaten vorbehalten war. Man wollte auf diese clevere Weise verhindern, dass allzu feurige sizilianische Rennbesucher sich dazu verleiten ließen, weiß lackierte, also erkennbar deutsche Fahrzeuge aktiv im Rennen zu behindern.
Der seitens der DMG betriebene hohe Aufwand zahlte sich aus. Nach einer Renndauer von über sechseinhalb Stunden sicherte sich Werksfahrer Christian Werner auf einem der roten 2-Liter-Rennwagen den Sieg bei der Targa Florio. Rang 10 belegte Christian Lautenschlager auf dem gleichen Fahrzeugtyp. Der neu zur DMG Rennmannschaft gestoßene Alfred Neubauer kam mit über einer Stunde Rückstand auf den Sieger auf Platz 15 ins Ziel.
Nach dem Erfolg bei einem der seinerzeit anspruchsvollsten und renommiertesten Rennen der Welt wurden die 2-Liter-Rennwagen weiterhin eingesetzt und erzielten eine Fülle hervorragender Resultate.
Gerade einmal drei Wochen nach der Targa Florio fuhr Otto Merz beim Solitude-Bergrennen die beste Zeit des Tages und stellte mit 103,4 km/h einen neuen Streckenrekord auf; Platz 2 belegte Otto Salzer. Ähnlich erfolgreich verlief Ende Juni 1924 das Internationale Kilometerrennen bei Scheveningen, bei dem der niederländische Mercedes-Importeur Theo Wiemann auf dem 2-Liter-Rennwagen die beste Zeit des Tages erzielte. Mitte August stellte wiederum Otto Merz beim Internationalen Klausenpass-Rennen einen neuen Streckenrekord auf, und Otto Salzer belegte in der offenen Klasse bis 3 Liter Hubraum den zweiten Platz. Beim Semmering-Rennen einen Monat später kam Targa-Florio-Gewinner Wilhelm Werner erneut zum Zuge: Mit dem 2-Liter-Rennwagen fuhr er die beste Zeit des Tages und erzielte einen neuen Semmering-Rekord.
Bei der gleichen Veranstaltung im September 1924 debütierte auch eine spezielles Einzelstück, das auf Betreiben von Otto Salzer entstanden war. In das bewährte Fahrgestell des aktuellen 2-Liter-Wagens hatte man einen zusätzlich mit Kompressor versehenen 4,5-Liter-Motor aus dem legendären Grand-Prix-Rennwagen von 1914 implantiert. Bei seiner Rennpremiere am Semmering stellte Otto Salzer einen Klassenrekord für Rennwagen über 3 Liter auf, lag aber 10 Sekunden hinter der Bestzeit seines Teamgefährten Christian Werner zurück.
Am 21. September erzielte Otto Salzer mit dem 2-Liter-Rennwagen beim Ecce-Homo-Bergrennen in Tschechien die beste Zeit des Tages; dagegen endete der Einsatz von Conte Giulio Masetti und Karl Sailer beim Gran Premio de San Sebastian sechs Tage später mit einem Totalausfal. Erst kam Sailer und im späteren Verlauf dann auch Masetti von der Strecke ab, wobei ihre Rennwagen schwer beschädigt wurden.
Im Folgejahr verhalf der Targa-Florio-Rennwagen seinen Fahrern dann noch einmal zu weiteren Siegen: Im Mai stellte Otto Merz beim Rennen „Rund um die Solitude“ über 223 Kilometer einen Steckenrekord auf und fuhr die beste Zeit des Tages. Ende Juni gelang Rudolf Caracciola, damals noch Nachwuchsfahrer im Mercedes-Team, der gleiche Erfolg beim Teutoburger-Wald-Rennen. Bei dem im Rahmen der Robert-Batschari-Fahrt veranstalteten Bleichröder-Rennen im Juli 1925 war es dann wieder Christian Werner, der mit einem Durchschnitt von 139 km/h die beste Zeit des Tages fuhr. In der Folgezeit kam bei den seinerzeit sehr populären Bergrennen anstelle des Targa-Florio-Rennwagens meist der 2-Liter-Achtzylinderwagen in seinen unterschiedlichen Varianten zum Einsatz.