La saison sportive 1963 avait mis en évidence l'écrasante domination des Alfa Romeo Giulia Ti Super, que ce soit dans le tout nouveau Challenge Tourisme Européen, comme dans toutes les autres compétitions réservées aux voitures de tourisme dérivées de voitures de série. L'année suivante, beaucoup de constructeurs concurrents, grâce à une interprétation fallacieuse du règlement, s'étaient alignés avec des voitures qui comportaient bien peu de composants de série, pour ne pas dire un seul élément symbolique, la forme de la carrosserie.
Ce fut le cas, par exemple, de la Ford Cortina Lotus sur laquelle Ford avait purement et simplement transplanté toute la base mécanique de la Lotus, habillée par une carrosserie dont les lignes ressemblaient à celles de la Cortina berline.
Pour maintenir sa suprématie face à cette concurrence « déloyale » des Ford, BMW et bien d'autres, sur les circuits européens, car la mascarade n'était pas admise ailleurs, Alfa Romeo décida de faire travailler sa nouvelle protégée, la société Autodelta, dirigée par l'ingénieur Carlo Chiti.
La solution proposée par Chiti fut la réalisation d'une nouvelle voiture « dérivée », conçue sur la base de la Giulia Sprint GT, en conservant toutefois la structure de la carrosserie et bien sûr, son esthétique. La partie mécanique fut retravaillée pour gagner en puissance et la carrosserie sera réalisée en Peraluman 25, afin d'alléger au maximum l'ensemble.
La seule contrainte du règlement obligeait à maintenir l'espace aux jambes des places arrière identique à celui de la voiture de série. Il manquait deux petits centimètres sur la Giulia GTA pour satisfaire à cette règle si les mêmes fauteuils de série de la Giulia GT étaient utilisés. Alfa Romeo remplaça ces fauteuils par une banquette simple ce qui lui permit d'être homologuée, sur le modèle de série, les fauteuils étaient en option gratuite.
L'idée de Chiti fut validée par la direction générale Alfa Romeo et Autodelta débuta sans tarder la transformation des prototypes dès les derniers mois de 1964.
Différentes versions de la GTA furent développées et engagées en compétition. Ces différentes voitures ont toutes brillé en course, de 1965 à 1975.
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