Хотя многие и считают AMC AMX muscle-каром, на самом деле он является одним из немногих американских спортивных автомобилей. Изначально компания планировала выпустить две совершенно новых модели: 4-местное купе Javelin и 2-местное купе с кузовом из стеклопластика - AMX. Последнее задумывалось в качестве прямого конкурента Chevrolet Corvette, но по более доступной цене. После создания в 1966 г. нескольких прототипов от идеи пластикового кузова с откидывающимися дополнительными сиденьями отказались. Поскольку ограниченный бюджет не позволял AMC запустить в серию слишком дорогой в производстве автомобиль, было решено сделать AMX укороченным вариантом Javelin с изменённой хвостовой частью.

AMC AMX поступил в продажу в середине 1968-го модельного года, через 4 месяца после Javelin. Название AMX (American Motors Experimental) ранее использовалось для концепт-каров, но сохранилось и на серийной модели, так как публика к нему привыкла. В первый год производства машина стоила $3245 - на $658 дороже, чем Javelin SST, и более чем на $1000 дешевле Chevrolet Corvette. При этом AMX был единственным на американском рынке двухместным спорткаром со стальным корпусом после Ford Thunderbird 1955-1957 гг.

Как и у Javelin, у AMC AMX был несущий кузов. Длина колёсной базы составляла 97" (2464 мм), а всего кузова - 4.5 м. Передняя ось оборудовалась независимой рычажной подвеской с витыми пружинами, амортизаторами и стабилизатором поперечной устойчивости, а задний ведущий мост - полуэллиптическими рессорами и телескопическими амортизаторами. На всех колёсах ставились барабанные тормоза, но пакет "Go-package" включал передние дисковые, наряду с гидроусилителем руля, шинами E70X14", дифференциалом "Twin-Grip" и жёсткой подвеской. На выбор предлагались две коробки передач фирмы Borg Warner: 4-ступенчатая механическая Т10 или 3-ступенчатая автоматическая Shift-Command с селектором на консоли и возможностью ручного переключения.

AMX оснащался двигателями V8 290 (4.8 л., 225 л.с.), V8 343 (5.6 л., 290 л.с.) или V8 390 (6.4 л., 315 л.с.), которые обозначались соответственно как N-code, T-code и X-code. Все эти моторы имели одинаковую конструкцию с чугунным блоком и головками цилиндров, одним распредвалом и двумя клапанами на цилиндр, а также с одним 4-камерным карбюратором. В самом мощном силовом агрегате распредвал и толкатели были выполнены из кованой стали. На 4399 из 6725 машин, проданных в 1968 г., стоял двигатель V8 390.

Внешне AMC AMX не слишком напоминал спортивный автомобиль. Спереди он был практически неотличим от AMC Javelin, если не считать цельной решётки радиатора вместо разделённой. Хвостовая часть у AMX была заметно короче и выглядела обрубленной. Задние стойки крыши тянулись вдоль крышки багажника, создавая профиль фастбэк, а стекло между ними было слегка утоплено. В салоне за двумя ковшеобразными сиденьями оставалось много места для багажа.

В 1969 г. модель практически не изменилась, за исключением переработанного интерьера. Были пересмотрены дверные панели, ковровое покрытие и панель приборов с новыми тахометром и сподометром, рассчитанным на 230 км/ч, а также консоль с отделкой под дерево. Все машины с механической коробкой передач теперь оснащались рычагом Hurst. Ограниченная серия AMX Big Bad, выпущенная в количестве 763 экземпляра, окрашивалась в яркие цвета (зелёный, оранжевый или голубой), включая бамперы. Базовая цена увеличилась на $52, и всего за год было продано 8293 единицы.

В 1969 г.  для гонки Pikes Peak International Hill Climb были подготовлены 10 пейс-каров AMC AMX Go-package со специальной раскраской. Существовала также гоночная модификация SS, разработанная совместно с фирмой Hurst. Мощность двигателя 390 V8 с двумя карбюраторами Holley составила 340 л.с., а максимальная скорость - 206 км/ч. Таких машин было произведено только 50, в соответствии с требованиями для участия в соревнованиях NHRA, при этом AMX SS продавался по цене $5994.

В 1970 г. AMC AMX пережил рестайлинг. Длина кузова увеличилась на 5 см при той же колёсной базе (2464 мм). Капот стал длиннее, а в версии Go-package он окрашивался в чёрный цвет и оснащался индукционной системой Ram Air с двумя функциональными отверстиями. Решётка радиатора была расширена вдоль бампера и включила в себя фары. Задняя оптика объединялась в одну линию с одной фарой заднего хода посередине. В салоне появились двухспицевый руль и новая приборная панель, отделанная шпоном с мелкозернистой древесной крошкой.

Модель продавалась только с двумя двигателями V8: 5.9-литровым 360 P-code мощностью 290 л.с. и 6.4-литровым 390 X-code с новыми камерами сгорания, мощностью 325 л.с. или 340 л.с. с системой Ram Air. В стандартной комплектации цена AMX составляла $3395, но за двигатель 390 и передние дисковые тормоза приходилось доплачивать ещё $384.

К сожалению, 1970 год стал последним для двухместного спорткара AMX. Сегодня машины, выпущенные в 1970 г., являются наиболее редкими, так как их было продано всего 4116 единиц. Название "AMX" в течение последующих четырёх лет носила самая мощная модификация четырёхместной модели Javelin.

AMC AMX никогда официально не принимали участие в гонках, но частные владельцы выступали в любительских заездах и соревнованиях по дрэг-рейсингу. На чемпионате SCCA 1969 г. AMX оказался на втором месте после Corvette. В феврале 1968 г. на специально подготовленном автомобиле Крэйг Бридлов установил 106 мировых рекордов скорости и выносливости на треке Goodyear в Техасе, а в Бонневилле достиг скорости более 300 км/ч.

В 1969 г. один из новых AMC AMX попал в руки известного кастомайзера Джорджа Барриса, который создавал уникальные автомобили по заказу знаменитостей или для съёмок в кино. Компания AMC была заинтересована в сотрудничестве с Barris Kustom, так как превращение AMX во что-то необычное могло стать отличной рекламой её продукции. Машина была построена всего за три месяца и затем несколько лет путешествовала по стране, а в 1972 г. появилась в одном из эпизодов ТВ-шоу Banacek.

AMC AMX подвергся значительным преобразованиям: крыша была снижена, капот удлинён, а задняя часть расширена. Под решёткой радиатора, состоявшей из острых горизонтальных лезвий, скрывались прямоугольные фары. На капоте располагались два отверстия, подававшие воздух в моторный отсек. Из передних крыльев выходили две большие выхлопные трубы. Всю заднюю часть автомобиля, включая стекло и крышку багажника, покрывали 15 решёток жалюзи. Проходящая по всей ширине кузова задняя горизонтальная фара светилась зелёным при разгоне, жёлтым при сбрасывании скорости и красным при торможении.

Кроме радикальной внешности, AMX 400 делала заметным двухцветная окраска Murano Pearl/Rustic Orange. Мощности двигателя V8 390 и заводской отделки салона оказалось достаточно, поэтому модификации не затронули механику и интерьер.