本格的に北米市場を意識しはじめたホンダはS600を進化させ、ホンダ・スポーツの完成形とも言えるS800を市販したのは1966年1月である。ボア、ストロークともに拡大され排気量791ccとなり、パワーは70PS/8000r.p.m.となった。圧縮比を下げ中低速を重視した扱いやすいエンジン特性となっている。数ヶ月後にはホンダSシリーズの特徴でもあったチェーン駆動からドライブシャフト駆動へと改められ、リヤサスリジッドに仕様変更された。

生産台数（デラックス仕様SM800、SM800C、'68北米安全基準適合仕様S800M含む）は1966〜1970年の5年間で11406台である。