Fred Duesenberg disainis ka Duesenbergi mootorid võidusõiduautodele, mis võitsid kolm Indianapolis 500-miili võidusõitu: 1924. aasta võidusõit sõitja Lora L. Corumi ja asendusjuhi Joe Boyeriga; 1925. aasta võidusõit
sõitja Pete DePaolo ja asendusjuht Norman Batten; ja 1927. aasta võistlus George Sanders'iga Duesenbergi ehitatud autos, mille omanik oli Bill White. Aastal 1925 sai Duesenbergi võidusõiduk Pete DePaologa esimeseks Indianapolis 500 miili võitjaks, kelle keskmine oli rohkem kui. 1926. aastal lõpetas DePaulo viiendal kohal, samal ajal kui teine Duesenbergi meeskonna auto, mida juhtis algaja Ben Jones, kogenud mehaanilisi probleeme ja kukkus enne võistluse lõppu. Duesenbergi meeskond jätkas 1928 ja 1929 Indianapolis 500-miili võistlustel kümne parima koha saamist. 1928. aasta võistlusel sõitis Fred Frame Duesenbergi sõitjaga kaheksandale kohale, samas kui Jimmy Gleason sõitis Duesenbergi meeskonna autoga viieteistkümnendale kohale. 1929. aasta võistlusel paranenud meeskonna tulemused, kus Gleason sai kolmandaks ja Freddy Winnai viiendaks.