Niespełna rok później firma zdecydowała się negocjować zakup licencji od niemieckiej firmy NSU Motorenwerke AG i Feliksa Wankla, ponieważ Mazda zainteresowana była możliwością prowadzenia dalszych prac nad innowacyjnym silnikiem rotacyjnym, potocznie zwanym silnikiem Wankla. Od tego momentu w zakładach produkcyjnych kładziono duży nacisk na prace inżynierów nad tym silnikiem. Fakt ten wyróżnił firmę na tle innych japońskich producentów, którzy nie odważyli się na tak skomplikowane prace przy konstrukcji silników. Mazda stała się wtedy jedyną firmą, która produkowała trzy odmienne rodzaje silników: konwencjonalny tłokowy benzynowy, napędzany olejem napędowym i z wirującym tłokiem, o skomplikowanej konstrukcji.
W następnych latach przedsiębiorstwo wyprodukowało swój pierwszy samochód czterodrzwiowy o nadwoziu typu sedan pod nazwą Mazda Carol, jak również swój pierwszy kompaktowy pojazd typu pick-up, który zapoczątkował serię B.
W 1963 roku producent świętował liczbę 1 000 000 sztuk wyprodukowanych aut od początku istnienia firmy. Był to znak dla konkurencji, że Mazda poważnie podchodzi do produkcji i sprzedaży swoich samochodów. Dwa lata później zakończono budowę obiektu testowania samochodów o nazwie Miyoshi Proving Ground.