La experiencia de los ingenieros de la marca en el Ferrari Trofeo Pirelli Challenge y en las competiciones de GT internacionales sirvió para que fueran capaces de desarrollar gran cantidad de soluciones con las que hacer del Challenge Stradale un vehículo realmente único. Ese lazo estrecho con los circuitos quedaba claro no sólo en la reducción drástica de peso del coche, sino también en las modificaciones principales de su motor, aerodinámica, puesta a punto, frenos y caja de cambios F1. El trabajo para reducir el peso garantizaba que el Challenge Stradale fuera 110 kilos más ligero que el 360 Modena. De hecho, combinado con la mayor potencia de su V8, aumentaba todavía más sus prestaciones.

El Challenge Stradale estaba derivado directamente del 360 Modena. Esto significaba que los técnicos habían quitado todo aquello que no era estrictamente necesario en relación con las prestaciones y la seguridad, dando como resultado una berlinetta ligera y rápida, con una puesta a punto auténticamente de competición. Para conseguir esa drástica reducción de peso, los técnicos trabajaron en tres áreas que se complementaban: materiales, tecnologías de construcción y optimización general del diseño.

El material principal empleado en la construcción del Challenge Stradale fue el aluminio, que tiene un peso específico un tercio más bajo que el acero. Fue utilizado tanto para detalles del chasis como de la carrocería. También se introdujeron otros materiales nuevos: el titanio, que ya se había usado en las bielas, se empleó para la suspensión, mientras que la fibra de carbono, una transferencia directa de la Fórmula 1, se utilizó para los elementos estructurales y para los guarnecidos exteriores e interiores.

El Challenge Stradale llevó los conceptos aerodinámicos empleados en el 360 Modena a niveles aún superiores, y ofrecía una configuración de competición caracterizada por la mayor rigidez y una altura al suelo inferior, así como soluciones específicas que incrementaban la carga aerodinámica un 50% en comparación con el 360 Modena. Se perfeccionó cada pequeño detalle de la aerodinámica del coche, desde los retrovisores exteriores de fibra de carbono derivados del 360 GT, hasta las llantas Challenge de 19 pulgadas.

El interior del Challenge Stradale era sencillo y espartano, y a cada pequeño detalle se le dio un tratamiento de competición. El cuadro de instrumentos, en el que se incluía en cuentarrevoluciones central, estaba cubierto con fibra de carbono, un material que también se encontraba en la instrumentación secundaria y en otros relojes. El nuevo volante llevaba unas levas tipo F1 para los cambios de marcha; la leva derecha era más larga, para hacer más fáciles los cambios a la salida de las curvas.

El Challenge Stradale tenía una caja de cambios electrohidráulica tipo F1. Tanto el embrague como el cambio se controlaban a través de levas situadas en la columna de dirección. Una nueva lógica de control acortaba los tiempos en el paso de una a otra marcha. También había un botón especial en la consola central para la marcha atrás. Tenía dos configuraciones diferentes (Sport y Race), que actuaban además sobre la configuración de los amortiguadores y del control de tracción (ASR). En el modo Race y con el ASR desconectado, el conductor también podía utilizar la función Launch Control (para arrancadas fulgurantes), derivada de la Fórmula 1.

El sistema de frenos llevaba los discos CCM (Carbono Composite Material), fruto de la asociación de Ferrari con Brembo. El sistema, que incluía frenos de aluminio, proporcionaba una excelente frenada en una distancia asombrosa. La puesta a punto del Challenge Stradale y la suspensión también experimentaron importantes modificaciones: se introdujeron muelles de titanio más duros y unas barras estabilizadoras de mayor diámetro. La configuración de los amortiguadores era específica y el centro de gravedad se rebajó 15 milímetros.

El Challenge Stradale tenía un motor central V8 a 90º, montado en posición longitudinal detrás del habitáculo, que iba unido a la caja de cambios y al diferencial. Su potencia aumentaba hasta 425 CV a 8.500 rpm, con lo que alcanzaba una excelente potencia específica de 118,5 CV por litro, gracias en parte a una ligera sobrealimentación a máxima velocidad (aumento de la potencia en un 2%). El Challenge Stradale mantenía el ya alto par máximo de 38 mkg a 4.750 rpm que tenía el 360 Modena.