La 330 GTC Coupé a été dévoilée au Salon de l’automobile de Genève de 1966. Elle a été conçue par Pininfarina et assemblée dans son atelier turinois, puis livrée entièrement découpée à Ferrari pour l’installation des composants mécaniques. La carrosserie à l’avant du pare-brise rappelait fortement la 500 Superfast. Fait inhabituel chez Ferrari, la 330 GTC arborait un écusson « 330 » sur le coffre. Auparavant, peu de véhicules affichaient un écusson désignant leur modèle. Seuls les modèles « Speciales » y avaient droit. La partie avant comportait une grille de calandre fine et ovoïde. Les phares étaient placés dans un léger renfoncement sur l’avant des ailes sur lesquelles, encadrées sur trois côtés par de fines bandes brillantes, se trouvaient trois sorties d’échappement. Associées à une poupe utilisée pour la première fois sur les 275 GTS, ces caractéristiques permettaient d’obtenir un design harmonieux et léger intégrant des demi pare-chocs tout en finesse de chaque côté. Les montants de l’habitacle étaient très fins, ce qui donnait une impression d’espace à l’intérieur ainsi qu’une excellente visibilité. Le design, propre à ce modèle, a ensuite été repris sur la 365 GTC. La carrosserie était montée sur un châssis en acier tubulaire d’un empattement de 2 400 mm portant la référence 592. Tous les véhicules étaient numérotés selon la séquence de chiffres impairs des routières. L’agencement principal était très similaire à celui de la 275 GTB produite à la même époque, car la conception mécanique était quasiment identique. Les dimensions des jantes standard étaient de 7 x 14 pouces, accompagnées de pneus de 205 x 14 pouces. Elles adoptaient un design en alliage élégant et épuré à dix trous avec papillon central (moyeu Rudge), similaire à celui utilisé sur les modèles sportifs de compétition Ferrari de l’époque (des jantes à rayons Borrani étaient proposées en option). Tous les modèles de cette série étaient équipés de quatre freins à disque Girling, avec un frein à main actionnant des étriers distincts sur les disques arrière.

La 330 GTS a hérité du même moteur que la 275 GTB, dans une version plus imposante, qui présentait des caractéristiques presque identiques à celles des moteurs des dernières 330 GT 2+2 : un V12 doté d’un seul arbre à came en tête par rangée et d’un carter humide, portant la référence 209/66, d’une cylindrée de 3 967 cc et d’un rapport alésage/course de 77 x 71 mm. Développant 300 bhp, il était équipé d’une rangé de trois carburateurs double corps Weber 40 DCZ/6 ou 40 DFI/2 et d’un distributeur à deux bobines monté à l’arrière. Les seules modifications significatives apportées aux caractéristiques mécaniques pendant la production étaient les suivantes : remplacement de l’unité d’origine du châssis 09839 par deux radiateurs d’huile, ajout d’un système d’alimentation modifié et d’une boîte de vitesses recouverte de molybdène, avec les anneaux de synchronisation issus du châssis 09939. La 330 partageait la même transmission et la même suspension arrière que la 275 GTB produite après avril 1966 : deux points de montage moteur et deux points de support essieu, avec un tube à couple rigide connectant ces éléments pour former un bloc solide. La boîte de vitesses 5 rapports était de type 592/1369, avec une suspension arrière indépendante à ressorts hélicoïdaux et triangles, et des amortisseurs Koni. La suspension avant indépendante était constituée de triangles de différentes longueurs, de ressorts hélicoïdaux et d’amortisseurs Koni. La direction non assistée utilisait des vis et des galets. Côté conducteur, un élégant volant Nardi à trois branches cerclé de bois faisait face au combiné d’instruments, qui ressortait du tableau de bord et abritait le compte-tours et le compteur de vitesse. Trois cadrans plus petits indiquaient la température de l’eau, la température de l’huile et la pression de l’huile en blanc sur fond noir. Le tableau de bord comportait également au centre trois autres cadrans (jauge de carburant, horloge et ampèremètre) et côté passager une boîte à gant éclairée verrouillable.

Le combiné d’instruments et le tableau de bord arboraient un placage en teck, avec dans le bas un rembourrage en cuir identique à celui du dessus. La console centrale, dont la partie inclinée comportait des appareils de commande, des ventilations et un autoradio, courait du tableau de bord jusqu’à la cloison arrière en passant entre les sièges. La partie avant comportait un levier de vitesses chromé sans soufflet avec un pommeau en plastique noir, un cendrier à couvercle chromé et un allume-cigare, juste devant les commutateurs des vitres électriques placés sur la partie inclinée. Au Salon de l’automobile de Bruxelles, Pininfarina a présenté un exemplaire de la 330 GTC doté d’une carrosserie spéciale sur un châssis 09439 (référence 99670) destiné à la Princesse Liliane De Rethy. Au final, seuls quatre exemplaires de ce type ont été produits. Il s’agissait là de la troisième Ferrari personnalisée de la Princesse Liliane, dont le mari, le Roi Léopold III de Belgique, était également un client assidu de la marque. Il possédait deux modèles construits sur mesure, tous deux des cabriolets : une 342 America (châssis 0234AL) et une 375 MM (châssis 0488AM), équipées d’un moteur série Plus. La Princesse Liliane possédait sa propre 330 GTC « Speciale » jusqu’à son décès à l’âge de 85 ans, en juin 2002. Le deuxième exemplaire a été construit sur un châssis 09653 avec la référence Pininfarina 99676 et présenté au Salon de l’automobile de Genève en mars 1967. Il était destiné au Dr. Michael de Bakey de Houston, Texas. Le troisième exemplaire était construit sur un châssis 10107, avec la référence Pininfarina 99686, pour Maria Maddalena Da Lisca de Cortina d’Ampezzo (Italie). Le dernier exemplaire disposait d’un châssis 10241, portant la référence Pininfarina 99687, pour le Dr. Franco Palma de Rome (Italie). Les deux premiers exemplaires adoptaient une finition azzuro 19278M Italver avec un intérieur pelle nera Franzi. Les deux derniers étaient peints en argento 25090A Italver, avec un intérieur pelle nera Franzi pour le châssis 10107 et pelle blu Franzi pour le châssis 10241.

Ces véhicules avaient hérité de l’avant de la Ferrari 365 California, avec un habitacle vitré revisité doté d’une lunette arrière incurvée entre les panneaux de custode renforcés, qui se prolongeaient en une poupe Kamm. Cette dernière présentait deux blocs de trois feux arrière ronds sur un panneau chromé rectangulaire, au-dessus d’un pare-chocs enveloppant complet. Tous les véhicules présentaient des spécificités, la plus notable concernant la disposition des voies d’échappement d’air du capot moteur. Sur les châssis 09439 et 09653, elles prenaient la forme de deux lignes de cinq persiennes rectangulaires le long de l’arête arrière du capot. Les châssis 10107 et 10241 présentaient de petites persiennes noires dans les angles arrière du capot, qui équiperaient ensuite en série la 365 GTC/S.

Les trois premiers véhicules de la série étaient équipés de demi pare-chocs avant incurvés qui rejoignaient l’ouverture de la grille, comme sur la 365 California, et de pare-buffles pour protéger leur partie avant élégante. Le dernier exemplaire de la série était équipé de demi pare-chocs qui s’arrêtaient juste avant l’ouverture de la grille, sans pare-buffles. Les deux premiers exemplaires étaient dotés dans la partie supérieure avant de phares escamotables de type 365 California, dont ne disposaient pas les deux derniers.

D’autres modèles de la 330 GTC ont également présenté des spécificités, notamment le prototype (châssis 06431), qui a été signalé par erreur comme fabriqué sur un châssis de 275 GTS (la fiche de construction indique qu’il s’agissait d’un châssis de type 592) : il était doté d’un tableau de bord spécial, de garnitures de porte et d’une plate-forme à bagages arrière. Le modèle doté du châssis 08727 présentait des phares escamotables, des finitions extérieures uniques et un intérieur spécial, conçus pour Battista Pininfarina. La principale incartade par rapport à la norme (à l’exception des quatre modèles «Speciale») était le châssis 09571, dont la partie supérieure avant comportait des phares auxiliaires escamotables, des phares carénés, un pare-chocs arrière complet, des poignées de porte spéciales et un tableau de bord unique sans compteur de vitesse. En un peu plus de 2 ans, 598 exemplaires ont été produits avec une configuration pour la conduite à gauche et à droite et des numéros de châssis compris entre 08329 et 11613 (à l’exception des prototypes). Beaucoup considèrent que la 330 GTC était à l’époque l’un des meilleurs véhicules de sa catégorie. Outre ses lignes élancées, elle alliait puissance et raffinement, couple généreux, commandes simples d’utilisation, compartiment à bagages spacieux, excellente visibilité et doux ronronnement d’un V12.