В 1982 г. в США поступила в продажу совершенно новая Chevrolet Camaro, положившая начало третьему поколению этой модели. В соответствии с общеотраслевой тенденцией она стала меньше, легче и экономичнее, но её компоновка осталась прежней: несущий кузов с длинным капотом и коротким багажником, салон с посадочной формулой 2+2, переднее расположение двигателя, задний привод. Колёсная база платформы F-body была укорочена со 108" до 101" (2565 мм). Дизайн автомобиля, разработанный Джерри Палмером, характеризовался чёткими линиями и острыми углами. Клиновидная форма носа исключала применение традиционной решётки радиатора: её заменяли три вентиляционных прорези и воздухозаборник в интегрированном переднем бампере. Сдвоенные прямоугольные фары были утоплены, а трёхцветные задние фонари огибали хвостовую часть своими углами. Единственный доступный тип кузова назывался 3-дверным купе, но фактически это был хэтчбэк. Большое заднее стекло поднималось вверх вместе с крышкой багажника, открывая доступ в багажное отделение, которое можно было увеличить, сложив задние сиденья. В качестве опции предлагалась Т-образная крыша со съёмными стеклянными панелями.

Chevrolet Camaro выпускалась в трёх модификациях: Sport Coupe, Berlinetta и Z28. Первая оснащалась рядным 4-цилиндровым инжекторным двигателем Iron Duke 151 от Pontiac, объёмом 2471 см3 и мощностью 90 л.с. За дополнительную плату был доступен карбюраторный V6 173 объёмом 2838 см3 и мощностью 102 л.с., стандартный на Camaro Berlinetta. Больше половины покупателей выбирали мотор V8 305 объёмом 5001 см3. В 145-сильной версии с 4-камерным карбюратором он ставился на любую Camaro, а в 165-сильной с впрыском топлива Cross Fire - только на Camaro Z28. Независимо от силового агрегата в 1982 г. на Chevrolet Camaro использовались две коробки передач: 4-ступенчатая механическая или 3-ступенчатая автоматическая THM-200. Полностью пересмотренная подвеска была независимой спереди, на стойках Макферсона и пружинах со стабилизатором поперечной устойчивости, и зависимой сзади, на продольных рычагах и пружинах с тягой Панара. На передних колёсах стояли дисковые тормоза, на задних - барабанные.

В пакете Berlinetta Chevrolet Camaro имела улучшенную внутреннюю отделку и 14-дюймовые алюминиевые колёса. Спортивная модификация Camaro Z28 отличалась аэродинамическим передним свесом без тройных вентиляционных прорезей, капотом из стекловолокна с двумя функциональными воздухозаборниками, чёрными углублениями для фар, небольшим задним спойлером, юбками на порогах, тонкой трёхцветной полоской внизу по периметру кузова и 5-спицевыми 15-дюймовыми алюминиевыми дисками. В 1982 г. Chevrolet Camaro Z28 получила звание "Автомобиль года" от журнала Motor Trend и была выбрана пейс-каром гонки Индианаполис-500. В честь этого события компания продала около 6000 реплик пейс-кара Indy 500, окрашенных в серебристый цвет с широкой голубой полосой по периметру кузова. Всего в 1982 г. было произведено 182068 единиц Chevrolet Camaro, включая модификацию Camaro Z28E для европейского рынка.

На второй год выпуска Chevrolet Camaro третьего поколения получила две новых трансмиссии: 5-ступенчатую механическую и 4-ступенчатую автоматическую THM-700R4 (с овердрайвом). Мощность всех двигателей выросла на 5-10 л.с. 5-литровый двигатель V8 305 на Camaro Z28 теперь развивал 180 л.с. с впрыском топлива Cross Fire или 190 л.с. в модификации High-Output (HO) с 4-камерным карбюратором. В 1984 г. версия Cross Fire больше не предлагалась, пластиковый капот у Camaro Z28 был заменён стальным, а у Camaro Berlinetta появилась цифровая панель приборов. Продажи выросли с 153831 ед. в 1983 г. до 261108 ед. в 1984 г. 

В третьем поколении у Chevrolet Camaro не было заводской версии с открытым верхом, пока в 1987 г. в каталоге не появился кабриолет от компании ASC (American Specialty Cars). Однако в 1983-1986 гг. у официальных дилеров Chevrolet можно было заказать конверсию стандартного купе в двухместный Autoform Roadster, доплатив $5500. Переделкой Camaro и Firebird в родстеры занималась фирма Auto Form Sales Corporation из Элкхарта (Индиана). Её работники срезали крышу, убирали задние сиденья, усиливали днище и устанавливали складывающийся вручную мягкий верх под стеклопластиковой задней крышкой с двумя горбами. За четыре года было изготовлено около 1000 таких родстеров на базе Camaro и Firebird.

В 1985 г. для Chevrolet Camaro Z28 был предложен опционный пакет IROC-Z. Он получил название в честь Международной гонки чемпионов (IROC), в которой Chevrolet Camaro доминировала с 1975 по 1988 гг. Пакет включал более жёсткую подвеску с амортизаторами Delco-Bilstein и пониженным дорожным просветом, 16-дюймовые алюминиевые диски, шины 245/50 VR16 и специальные наклейки на дверях. Под капотом у Camaro Z28 IROC-Z ставился 5-литровый двигатель V8 305 мощностью 190 л.с. с 4-камерным карбюратором (H.O.) или 215 л.с. с электронным впрыском топлива TPI (Tuned Port Injection). Последний вариант был доступен и на обычной Camaro Z28, наряду со стандартным карбюраторным V8 305 мощностью 155 л.с. В числе прочих изменений Camaro Z28 была оборудована новым передним спойлером с меньшим воздухозаборником, а также чёрными вентиляционными решётками на капоте.

В 1987 г. 4-цилиндровый двигатель был исключён из списка, и базовым для Chevrolet Camaro стал 3.8-литровый V6 мощностью 135 л.с. С другой стороны к линейке присоединился 5.7-литровый мотор V8 350, отсутствовавший с 1981 г. Он развивал 225 л.с. (с инжектором TPI) и был доступен только в пакете IROC-Z, вместе с 4-ступенчатой автоматической коробкой передач, самоблокирующимся дифференциалом с отношением 3.27:1 и дисковыми тормозами на задних колёсах. Модификация Berlinetta в этом году была переименована в Camaro LT. Вместе с Camaro Z28 она получила центральный стоп-сигнал, встроенный в задний спойлер. В середине года у Chevrolet Camaro снова появилась версия кабриолет, впервые с 1969 г. Она стоила на $4500 дороже, чем купе, и предлагалась для всех трёх серий (базовой, LT и Z28). За 1987 г. было продано 1007 кабриолетов.

В 1988 г. производство Chevrolet Camaro было перенесено из Норвуда (Огайо) в Ван Найс (Калифорния). Линейка сократилась до двух модификаций: базовой и Z28 IROC-Z. Для первой стандартными стали 15-дюймовые алюминиевые диски, спортивные зеркала в цвет кузова и задний спойлер, а на вторую 16-дюймовые колёса теперь ставились только за доплату. Chevrolet Camaro Z28 IROC-Z оснащалась 5-литровым двигателем V8 305 с впрыском топлива TBI (Trottle Body Injection) мощностью 170 л.с. или с впрыском топлива TPI (Tuned Port Injection) мощностью 195 л.с. (с АКПП) или 220 л.с. (с МКПП), а также 5.7-литровым мотором V8 350 TPI мощностью 230 л.с. В 1989 г. базовая модификация получила аэродинамические обвесы от Z28 и стала называться Camaro RS (Rally Sport), но стандартным для неё оставался 3.8-литровый инжекторный двигатель V6 мощностью 135 л.с. Мотор V8 350 в пакете Performance Axle теперь развивал 240 л.с. (с 1990 г. - 245 л.с.). В 1990 г. двигатель V6 был увеличен до 3128 см3, и его мощность составила 140 л.с.

В 1991-м модельном году, который начался в феврале 1990 г., в дизайн Chevrolet Camaro были внесены косметические изменения. Затронуты были бамперы и колёсные диски, но наиболее заметными нововведениями стали две выпуклости на капоте и высокий задний спойлер на четырёх опорах. Спортивная модификация снова обозначалась как Z28, потому что Chevrolet Camaro больше не участвовала в гонках IROC. Для полиции был предложен специальный пакет B4C "Special Service". В заключительном для третьего поколения 1992-м году компания выпустила ограниченную серию "25th Anniversary" Heritage Edition, которая предлагалась всего за $175 для купе и кабриолетов Camaro RS или Camaro Z28. Она красилась в красный, белый или чёрный цвет с контрастными двойными полосками на капоте и багажнике. До конца года было продано 8197 таких машин.

Общие показатели продаж Chevrolet Camaro были следующими: 179814 ед. в 1985 г., 192128 ед. в 1986 г., 137760 ед. в 1987 г., 96275 ед. в 1988 г., 110739 ед. в 1989 г., 34986 ед. в 1990 г., 100838 ед. в 1991 г. и 70008 ед. в 1992 г.