Второй год на рынке для Chevrolet Chevelle ознаменовался незначительным рестайлингом и расширением линейки двигателей. Кузов автомобиля стал длиннее и приобрёл более квадратную форму, с плоскими панелями и ровной поясной линией. Он также получил новую решётку радиатора с V-образным выступом, увеличенные прямоугольные задние фонари и панель приборов с тремя утопленными круглыми датчиками. Названия серий (Chevelle 300, Chevelle Malibu и Chevelle Malibu SS) и типы кузовов (2-х и 4-дверный седаны, универсал, хардтоп купе и кабриолет) не изменились. Как и в прошлом году, модель оснащалась 6-цилиндровыми двигателями объёмом 3185 см3 (120 л.с.) и 3768 см3 (140 л.с.), 4.6-литровым V8 283 мощностью 195 л.с. и 5.4-литровым V8 327 мощностью 250 или 300 л.с. К этому списку добавилась только высокопроизводительная версия мотора V8 327 (RPO L79) мощностью 350 л.с. Стандартной для Chevelle была полностью синхронизированная 3-ступенчатая механическая коробка передач с рычагом на рулевой колонке, а за доплату предлагались 4-ступенчатая механическая с напольным рычагом и 2-ступенчатая автоматическая Powerglide.

В 1965 г. было продано около 327000 единиц Chevrolet Chevelle, из них 101577 единиц приходилось на хардтоп купе и кабриолеты Malibu SS, которые отличались чёрными полосами на решётке радиатора, отсутствием хрома на боковинах и ковшеобразными передними сиденьями с центральной консолью. Самой редкой модификацией была Chevrolet Chevelle Malibu SS 396 (Z16), выпущенная в конце года пробной партией из 201 экземпляра. Снаружи её можно было идентифицировать только по скрещенным флажкам на передних крыльях, но под капотом у неё стоял большеблочный 6.5-литровый двигатель V8 396 мощностью 375 л.с., известный как "Porcupine" ("Дикобраз"). В паре с 4-ступенчатой механической коробкой передач он обеспечивал невероятную динамику, но отсутствие в пакете самоблокирующегося дифференциала Positraction было непростительной ошибкой. Чтобы получить такой комплект, нужно было доплатить $1501 к базовой цене Chevelle Malibu.