La seconde génération, conçue par Larry Shinoda sous la direction stylistique de Bill Mitchell, lancée en 1963 jusqu’en 1967. L’année 1963 verra l’introduction de la nouvelle Corvette Sting Ray coupé avec ses vitres arrières en deux parties et de fausse grilles de ventilation sur le capot ainsi que des suspensions arrières indépendantes. La vitre arrière séparée sera supprimée en 1964 à cause de problèmes de sécurité ainsi que les grilles de capot seront aussi supprimées. La puissance moteur est de 365 cv en 1963 et 375 cv en 1964. En 1966 la corvette est disponible avec un moteur de 427 in³ (7 L) créant ainsi la Corvette la plus collectionable de son histoire. La version L88 de ce moteur est officiellement estimée à 438 hp mais des sources externes lui donnaient plus de 550 cv.

Seulement vingt Corvettes ont été commercialisées avec ce moteur en 1967 et ces voitures peuvent aujourd’hui atteindre plus de 600 000$ US aux enchères.