Die Ferrari-Ingenieure nutzten ihre Erfahrungen aus der internationalen Ferrari Trofeo Pirelli Challenge und den GT Motorsportwettbewerben, um eine Reihe an Lösungen zu schaffen, die den Challenge Stradale zu einem wahrlich einzigartigen Wagen machen. Die enge Verbindung zum Motorsport kam nicht nur in der Gewichtsreduzierung zum Ausdruck, vielmehr wurden Modifizierungen im Bereich des Triebwerks, der Aerodynamik, des Setups, des Bremssystems und des F1-Getriebes vorgenommen. Die Arbeit bezüglich einer Gewichtsreduzierung am Challenge Stradale führte zur Einsparung von 110 Kilogramm im Vergleich zum 360 Modena. Dadurch, in Verbindung mit der gesteigerten Kraft des V8-Triebwerks, konnte die Leistung noch weiter verbessert werden.

Der Challenge Stradale stammte direkt vom 360 Modena ab. Die Techniker entfernten alles, was nicht unmittelbar mit Leistung oder Sicherheit in Verbindung stand, was zu einer extrem leichten und schnellen Berlinetta mit einem extrem präzisen Rennsetup führte. Um die drastische Gewichtseinsparung zu erzielen arbeiteten die Techniker an drei sich überlappenden Bereichen: Material, Konstruktionstechnologie und Optimierung des Designs.

Das für den Bau des Challenge Stradale vornehmlich verwendete Material war Aluminium, das rund ein Drittel des spezifischen Gewichts von Stahl aufweist. Aluminium kam sowohl im Bereich des Chassis als auch der Karosserie zum Einsatz. Weitere neue Materialien wurden ebenfalls eingeführt: Titan, das zuvor bereits für die Pleuel verwendet wurde, kam nun auch im Bereich der Aufhängung zum Einsatz, während Kohlefaser, als direkter Technologietransfer aus der Formel 1, als strukturelles Element sowie im Inneren als auch außen für Details eingesetzt wurde.

Der Challenge Stradale ging bezüglich der beim 360 Modena entwickelten Aerodynamikkonzepte einen Schritt weiter und verfügte über eine steifere, niedriger gelegte Renneinstellung sowie spezielle Lösungen, durch welche der Abtrieb, im Vergleich zum 360 Modena, um 50 Prozent gesteigert werden konnte. Sämtliche Details bezüglich der Aerodynamik des Wagens wurden einem Feinschliff unterzogen, bis hin zu den Rückspiegeln aus Kohlefaser, die vom 360 GT abstammen, und den 19-Zoll Challenge Felgen.

Der Innenraum des Challenge Stradale war schlicht und einfach gestaltet, da sämtliche Details auf der Idee eines echten Rennwagens basierten. Die Instrumente, einschließlich des in der Mitte angebrachten Drehzahlmessers, waren in Kohlefaser eingefasst, wobei hier auch weniger wichtige Instrumente und Anzeigen zu finden waren. Das neue Lenkrad verfügte über F1-Schaltwippen, wobei die rechte Wippe etwas länger war, um das Schalten in einen höheren Gang bei Kurvenausfahrten zu erleichtern.

Der Challenge Stradale verfügte über ein elektrohydraulisch gesteuertes F1-Getriebe. Sowohl die Kupplung als auch das Schalten wurden über Wippen an der Lenksäule gesteuert. Dank einer neuartigen Kontrolllogik konnten die Schaltzeiten erheblich reduziert werden. Auf dem zentralen Tunnel befand sich ein spezieller Knopf zum Einlegen des Rückwärtsgangs. Fahrer konnten aus zwei unterschiedlichen Konfigurationen auswählen (Sport und Race), wobei die entsprechenden Einstellungen der Dämpfer und der Traktionskontrolle (ASR) vorgenommen wurden. Im Race-Modus – bei deaktiviertem ASR – konnten die Fahrer auch die aus der Formel 1 stammende Launch Control-Funktion nutzen.

Das Bremssystem verfügte über CCM-Scheiben (Karbon-Legierungsmaterial), ein Ergebnis der Partnerschaft des Hauses Ferrari mit Brembo. Das mit Aluminiumbremsen ausgestattete System lieferte nicht nur hervorragende Bremseigenschaften sondern auch außergewöhnlich kurze Bremswege. Einstellungen und Aufhängung des Challenge Stradale wurden ebenfalls grundlegend überarbeitet: die Titanfedern vorne und hinten wurden versteift und ein Querstabilisator mit größerem Durchmesser eingefügt. Die Eichung der Dämpfer wurde optimiert ebenso wie der Schwerpunkt, der dazu um 15 Millimeter abgesenkt wurde.

Der Challenge Stradale wurde mit einem längs hinter der Fahrzugkabine montierten 90° V8-Triebwerk ausgestattet, wobei dort auch Getriebe und Differential montiert waren. Die maximale Leistung lag bei 425 PS mit 8.500 Umdrehungen pro Minute und einer spezifischen Leistung von 118,5 PS pro Liter Hubraum, dank einer kleinen Aufladung bei Höchstgeschwindigkeit (+2 Prozent Leistungszuwachs). Der Challenge Stradale wies das gleiche hohe Drehmoment von 38 Kgm bei 4.750 Umdrehungen pro Minute wie der 360 Modena auf.