La Z06 est la successeure de la ZR-1. Elle fait référence au kit haute performance de la Corvette C2. Cette version a un nouveau moteur, le LS6 avec une puissance de 385 ch. Même si son rendement est en dessous de sa version précédente, la Z06 était plus légère et pouvait être au dessus de la ZR-1 sauf en vitesse de pointe. Le modèle Z06 n'était disponible qu'avec la boîte manuelle à six rapports.

Chevrolet a apporté plusieurs modifications à la Z06 afin de tirer le meilleur parti de la puissance accrue, en commençant par le style de carrosserie le plus rigide sur le plan structurel - le hardtop. Le Z06 est plus léger de 17 kg (38 lb) qu'un toit rigide C5 standard grâce à des mesures d'économie de poids telles qu'un système d'échappement en titane, un verre plus mince, des roues plus légères, des pneus non EMT, une isolation acoustique réduite, une antenne radio arrière fixe et une batterie plus légère.  La puissance du moteur a été porté à 405 ch.