La mention « spider » dans le nom du modèle n’est pas tout à fait appropriée, car la California est en réalité un cabriolet ou une décapotable avec une capote pliante. C’était en effet une version avec toit ouvrant de la 250 GT Berlinetta produite à la même époque. Le terme « spider » permettait donc de la différencier des 250 GT Cabriolet, qui étaient associées aux 250 GT Coupé routières. La production simultanée de deux modèles ouverts montre à quel point les voitures ouvertes étaient tendance à la fin des années 50. Ce modèle a été décliné en deux séries : la LWB (empattement long) entre 1958 et 1960, bien qu’un prototype ait été fabriqué fin 1957, et la SWB (empattement court) entre 1960 et 1962. En réalité, le dernier exemplaire a été terminé début 1963, avec des modifications de la carrosserie et d’autres détails mécaniques. Un toit en dur amovible était disponible pour les deux séries.

La carrosserie avait été conçue par Pinin Farina et fabriquée essentiellement en acier avec des panneaux d’ouverture en aluminium ou parfois tout en aluminium par Scaglietti à Modène. Les modèles LWB étaient montés sur un châssis d’un empattement de 2 600 mm portant le numéro de référence 508C, puis 508D, comme sur les berlinettas TdF. Tous les châssis suivaient la séquence de numérotation impaire des routières, avec le suffixe GT. Les véhicules affichaient en général des lignes similaires à celles des berlinettas de l’époque, et étaient dotés des mêmes composants mécaniques, tels que la suspension, les freins et la direction. Tous les exemplaires produits étaient configurés pour la conduite à gauche. Visuellement, les premiers véhicules de la série se distinguaient à peine de la berlinetta jusqu’à mi-hauteur, seuls le pare-brise, le toit ouvrant en toile, la ligne du coffre et les poignées des portes étant différents. La carrosserie a subi quelques modifications au cours de la production de la LWB. Ont ainsi été modifiés la forme et la conception des sorties d’air du capot moteur sur l’aile avant, et, de manière moins anecdotique, la ligne et les feux des ailes arrière, le coffre et l’arrière, qui présentait sur les derniers exemplaires une ligne saillante se projetant au-delà de la base du coffre. Certains exemplaires ont reçu des phares carénés et d’autres des phares non carénés selon les préférences des clients. En revanche, tous les véhicules vendus sur le marché italien présentaient des phares non carénés, conformément à la législation italienne de l’époque. Les tout derniers véhicules de la série, produits entre fin 1959 et début 1960, étaient équipés de freins à disque sur les quatre roues plutôt que de freins à tambour comme les exemplaires précédents.

La majeure partie des LWB était équipée d’un V12 3 litres avec un seul arbre à cames en tête par rangée de cylindres portant les références 128C et 128D. Ce moteur développait une cylindrée de 2 953 cc et présentait un rapport alésage/course de 73 mm x 58,8 mm. Ses bougies étaient placées à l’intérieur du V, selon la même spécification de base que les berlinettas. Les premiers exemplaires étaient dotés d’un distributeur à une bobine, qui a ensuite été remplacé par un système à deux bobines pour développer 260 bhp. Les derniers exemplaires de la série LWB et les premiers exemplaires de la série SWB étaient équipés des V12 3 litres type 128 DF et 128 F à bougies extérieures et comportant un distributeur à deux bobines et des carburateurs plus gros.

Les derniers modèles SWB ont reçu des évolutions du V12 3 litres portant la référence 168, puis 168/61. Les bougies étaient également placées à l’extérieur du V avec un distributeur à deux bobines. Certains moteurs ont bénéficié d’un traitement spécial, avec des arbres à cames, des tailles de soupape et des configurations de carburateurs différents, afin de démultiplier leur puissance pour la compétition.La transmission était identique à celle équipant les LWB et SWB Berlinetta de l’époque.

Les carrosseries de la série SWB étaient très similaires à celles de l’ancienne version LWB, mais elles étaient montées sur un nouveau châssis d’un empattement de 2 400 mm portant initialement la référence 539, modifiée ensuite en 539/61 comme sur les SWB Berlinetta produites à la même époque. Le nouveau châssis réduisait la hauteur totale de la voiture de 30 mm. Bien que ce changement soit à peine perceptible, il donnait au véhicule une apparence plus ramassée que les versions précédentes. Quoi qu’il en soit, les différentes versions restent difficiles à distinguer. Les premiers modèles LWB sont facilement reconnaissables à leurs feux arrière, qui sont identiques à ceux des 250 GT Berlinetta de l’époque, et à leurs poignées de porte encastrées. La prise d’air du capot est l’élément visuel qui permet de distinguer le plus facilement un modèle LWB de fin de série d’un modèle SWB. En effet, elle se détache de la ligne de capot sur le LWB tandis qu’elle émerge d’un creux dans la ligne de capot sur le SWB. La forme des sorties d’échappement sur les ailes avant diffère également : le LWB arbore trois bandes verticales tandis que le SWB n’en comporte que deux. Comme la version LWB antérieure, tous les exemplaires SWB suivaient la numérotation de châssis impaire des routières avec le suffixe GT, étaient configurés pour la conduite à gauche, mis à part un modèle à conduite à droite et étaient équipés de freins à disque sur les quatre roues. Certains exemplaires de véhicules à empattement long et à empattement court ont été utilisés en compétition, probablement parce qu’un pilote avait une préférence pour une GT ouverte, mais sans doute également pour promouvoir le modèle. Le pilote américain Bob Grossman a été l’un des meilleurs représentants de la 250 GT California en compétition, grâce à sa 5e place au classement général du Mans en 1959, où il courait au volant d’une 1451 GT LWB avec Fernand Tavan. Il s’est également illustré dans de nombreuses courses américaines en 1959 et 1960 avec ce véhicule.