1933 erweiterte Fiat die Modellreihe mit einer sportlichen Spider-Version des Balilla, dem Fiat 508 Balilla Sport. Dieser besass wie die Basisversion einen 4-Zylinder Reihenmotor mit 1000 ccm Hubraum - jedoch leistete die Sportversionen ungefähr 10 PS mehr. Durch das geringe Gewicht von knapp 600 kg war damit die 100 km/h Marke kein Problem. Für den Einsatz im Rennsport wurden die Balilla Modelle noch zusätzlich heiss gemacht. 1935 schaffte der Balilla Sport in der Klasse bis 1100 ccm Hubraum die ersten drei Plätze bei der
Mille Miglia.