Les nouveautés les plus importantes de la 275 GTB ont été la boîte de vitesses montée à l'arrière et la suspension arrière indépendante.
La voiture est livrée avec des jantes en alliage léger de série. Si l'on inclut les séries I et II, environ 450 voitures ont été construites par Scaglietti. Certains d'entre eux, destinés à la compétition, étaient en aluminium avec suspension de compétition et six carburateurs Weber, et sont connus sous le nom de 275 GTB/C.
La 275 GTB berlinetta remplace la 250 GT Lusso au Salon de Paris en 1964, marquant deux étapes importantes dans l'histoire de la production automobile de Ferrari.
Il s'agit de l'utilisation pour la première fois d'une boîte de vitesses et d'un différentiel combinés dans un ensemble boîte-pont et de la fourniture d'une suspension arrière indépendante. L'entreprise avait déjà une grande expérience des deux systèmes dans ses voitures de compétition, dont la technologie s'est étendue aux modèles de route.
La 275 GTB était beaucoup plus agressive que sa devancière, avec une ouverture de radiateur plus large, une grille en aluminium en forme de caisse d'œufs, une calandre inclinée vers l'arrière sur le bord inférieur comme une bouche affamée, limitée par des pare-chocs, avec des phares en retrait sous des couvercles en plexiglas au-dessus.
La carrosserie présentait des courbes puissantes avec des lignes d'ensemble qui avaient des échos de la 250 GTO, avec une longue section avant et une cabine en retrait tombant brusquement dans l'arrière court du Kamm, portant des feux arrière circulaires combinés et des feux tournants sur un panneau légèrement en retrait semblable à celui de son prédécesseur. Le corps a été conçu par Pininfarina, et construit par Scaglietti, normalement en acier avec des portes, un capot et un couvercle de coffre en aluminium, bien que certains exemples aient reçu des corps entièrement en aluminium. La cabine était composée de trois fenêtres avec un grand pare-brise profondément incurvé et un écran arrière presque plat délimité par des panneaux de voiles qui comportaient trois fentes d'évacuation d'air de la cabine qui correspondaient à la disposition quadruple des ailes avant.
Un an après son lancement, le modèle a subi un lifting, qui a été présenté pour la première fois au Salon de Paris. La révision la plus notable a été la mise en place d'un nouveau nez plus long et plus mince, avec un capot plat remplaçant l'unité de section centrale légèrement surélevée du wagon à "nez court". Dans le même temps, la taille de l'écran arrière a été augmentée, et les charnières du couvercle du coffre sont devenues externes pour augmenter la capacité à l'intérieur. Les modèles sont généralement appelés aujourd'hui "nez court" ou "nez long" deux modèles à cames.
Les carrosseries ont été montées sur un châssis à empattement de 2400 mm qui portait les numéros de référence d'usine 563, puis 563/66, tous ont été numérotés dans l'ordre impair des numéros de châssis des voitures de route. La construction de base était la même que celle des modèles précédents, mais avec une section de tube principal arrière de plus en plus fuselée, en raison de la transmission et de la suspension arrière révisées. Le modèle était disponible en version conduite à droite ou à gauche. Les roues standard étaient en alliage de deux modèles différents, un modèle "Starburst" sur les premières voitures, et un modèle simple et élégant à dix trous sur les voitures "à long nez" ultérieures, avec l'option des roues à rayons Borrani pendant toute la période de production.
Le moteur était une dérivation de capacité augmentée de l'arbre à cames en tête simple par banc V12 Colombo de type "court", avec référence usine 213, de capacité 3286cc, avec un alésage et une course de 77mm x 58,8mm. Il était équipé d'une batterie de trois carburateurs Weber 40 DCZ/6 ou 40 DFI/1 à double starter ou de six carburateurs Weber 40 DCN3 à double bobine (275 GTB/6C) et à l'arrière du système d'allumage des distributeurs montés sur le moteur, pour produire une puissance de 280 ch.
Le moteur est passé par un arbre tournant au régime du moteur jusqu'à une boîte-pont à cinq vitesses qui était supportée indépendamment par le châssis, puis par des arbres d'entraînement jusqu'aux roues arrière suspendues indépendamment, avec des triangles, un ressort hélicoïdal et des amortisseurs hydrauliques sur chaque roue. Au départ, le moteur avait quatre points de montage et la boîte-pont trois, avec des joints coulissants sur l'arbre d'entraînement entre eux. Toutefois, il s'est avéré difficile de maintenir l'alignement et, après les essais, la dérivation finale a été d'adopter des points de montage à deux moteurs et à deux boîtes-pont, l'arbre d'entraînement fonctionnant dans un tube plein reliant les deux, faisant du moteur et de la boîte-pont une unité rigide.
La production s'est déroulée de 1964 à 1966, dans la gamme de numéros de châssis 06021 à 09085, y compris les dérivés de compétition.