Chevrolet Corvette второго поколения (C2) стала большим прорывом как в техническом, так и в эстетическом плане. Этот автомобиль ознаменовал собой завершение ракетного века и переход к новой эпохе в американском дизайне, которая воплотила в жизнь передовые идеи нового вице-президента GM по стайлингу Билла Митчелла. На форму кузова Corvette C2 повлияло увлечение Митчелла рыбалкой: он был вдохновлён акулой мако, пойманной им на Багамах. Но своё второе название модель получила в честь другого жителя океана - электрического ската (англ. Stingray). Сходство Corvette C2 со скатом было заметно ещё на гоночном прототипе Corvette Stingray Racer (1959), построенном Митчеллом на свои деньги втайне от руководства GM. От этой машины серийный Corvette C2 унаследовал необычную форму кузова с изогнутой по краям плоскостью, чётко очерченной линией по всему периметру и выступающими передними и задними крыльями, похожими на плавники ската. Этот стиль всецело приписывают Митчеллу, но он был только автором концепции, а реализовал её на практике дизайнер Ларри Шинода. Что касается внутренней конструкции, то за неё отвечал "отец Корветта" Зора Аркус-Дантов, возглавлявший проект Corvette с 1955 г. В процессе разработки масштабный макет Corvette Sting Ray тестировался в аэродинамической трубе Калифорнийского технологического института.

Благодаря укороченной до 98" (2489 мм) колёсной базе автомобиль стал немного меньше по габаритам, чем модель 1958-1962 гг., но это было плюсом для его динамики и управляемости. У поздних экземпляров Corvette C1 он унаследовал только "утиный хвост" с двойными круглыми фонарями. Спереди Corvette C2 получил поворачивающиеся сдвоенные фары на самом краю кузова, которые в закрытом положении сливались с острой носовой линией. Ниже этой линии находилась горизонтальная решётка радиатора, пересечённая двумя Г-образными половинами переднего бампера. Такой же разделённый бампер стоял и сзади, а под ним прямо из кузова выходили две выхлопных трубы. На капоте находились продольная выпуклость в форме ракеты и две вентиляционные решётки. Эти решётки были нефункциональными, как и боковые отверстия в передних крыльях и задних стойках (у купе). Крыша была низкой, но сбоку в неё врезались верхние кромки дверей, чтобы облегчить посадку. Багажник у Corvette C2 отсутствовал: на его месте располагалась круглая крышка бензобака с фирменным логотипом. У купе имелась небольшая полка для багажа за сиденьями, а у кабриолетов грузовой отсек накрывался панелью, из-под которой выдвигался мягкий верх. Салон Corvette C2 был чётко разделён на две половины трансмиссионным туннелем и консолью; водительская и пассажирская части кокпита имели форму арок. Панель приборов состояла из больших циферблатов спидометра и тахометра и четырёх круглых датчиков поменьше, с необычными изогнутыми стрелками. Часы и радиоприёмник были вынесены на консоль.

В официальном названии серийного Corvette C2 слово Sting Ray писалось раздельно, что в буквальном переводе означало "жалящий луч". Здесь можно увидеть намёк на длинный хвост ската, ударяющий током, который был выражен в виде сужающейся конусообразной крыши с тонкой перемычкой, разделявшей заднее окно на две половины. Этот стилистический приём, придуманный Бобом Маклином для концепта Q-Corvette, настолько понравился Биллу Митчеллу, что он и слушать не хотел тех, кто настаивал на применении цельного стекла. Только когда клиенты стали жаловаться на плохой задний обзор, в 1964 г. перемычку убрали. Зато в наше время коллекционеры особо ценят модель 1963 г., известную как "Split-Window Coupe". Значимость её заключается ещё и в том, что это было первое купе в истории Corvette (автомобили первого поколения были доступны только с открытым верхом). Впоследствии похожий по форме хвост получил Buick Riviera 1971-1973 гг., тоже разработанный под руководством Митчелла.

Как и на первом поколении Corvette, кузов из стекловолокна был установлен на стальную лестничную раму. В 1963 г. автомобиль впервые получил независимую заднюю подвеску. Она имела простую, но эффективную конструкцию: закреплённую на корпусе дифференциала поперечную рессору, нижние поперечные рычаги, полуоси заднего моста с U-образным соединением в качестве верхних рычагов и телескопические амортизаторы. Передняя подвеска тоже была независимой, на двойных поперечных А-образных рычагах и пружинах со стабилизатором поперечной устойчивости. Установленные на всех колёсах 11-дюймовые барабанные тормоза с гидравлическим приводом можно было заказать с металлическими накладками или в варианте из ребристого алюминия. Улучшить ходовые качества машины помогло новое рулевое управление "Ball-Race" на циркулирующих шариках с гидравлической амортизацией.

Базовым для Chevrolet Corvette Sting Ray 1963 г. был 5.4-литровый двигатель V8 327 с одним 4-камерным карбюратором и двойным выхлопом, мощностью 250 л.с. За дополнительную плату этот мотор можно было заказать в пакетах L75 (300 л.с.), L76 (340 л.с.) и L84 (360 л.с.). На L75 использовались увеличенные клапаны и больший по объёму 4-камерный карбюратор, на L76 - алюминиевые впускные коллекторы, распредвал с изменёнными фазами газораспределения и повышенная степень сжатия, на L84 - механический впрыск топлива Rochester, доступный за $430. На выбор предлагались 3-х или 4-ступенчатая механическая коробка передач и 2-ступенчатая автоматическая Powerglide, все с рычагом на полу. Большинство покупателей выбирали 4-ступенчатую механическую производства Borg-Warner, позже заменённую на Muncie M20. Клиент также мог выбрать один из шести коэффициентов главной передачи, от 3.08:1 до 4.56:1. В список опций входили самоблокирующийся дифференциал Positraction, усилитель тормозов, усилитель руля, шины с белыми полосками, литые алюминиевые колёса Kelsey-Hayes ($323), съёмная жёсткая крыша для кабриолета, электрические стеклоподъёмники, AM/FM-радио, деревянный руль, кондиционер и кожаный салон.

Эксперты и журналисты почти единогласно хвалили Sting Ray за его производительность и управляемость, но разделённое на две части заднее окно нравилось далеко не всем. При цене $4037 за кабриолет и $4257 за купе Chevrolet Corvette Sting Ray пользовалась большим спросом. Поначалу завод в Сент-Луисе даже не справлялся с заказами, и его сотрудникам приходилось работать в две смены. За первый год компания продала 21513 автомобилей (10919 кабриолетов и 10594 купе), что было на 50% больше, чем в 1962 г. 

В 1963 г. студия GM Styling построила два специальных кабриолета, которые отличались от серийных автомобилей выведенными сбоку выхлопными трубами с ребристыми глушителями, дисковыми тормозами на всех колёсах и эксклюзивной окраской с одной белой полосой, совпадающей с выпуклостью на капоте, и такими же полосками на сиденьях. Один из кабриолетов был представлен на автосалоне в Чикаго, а второй, оснащённый дополнительными приборами с пассажирской стороны (часами и акселерометром), был подарен бывшему вице-президенту GM по дизайну Харли Эрлу. Позже аналогичный автомобиль заказал себе генеральный директор Chevrolet Саймон Кнудсен. Ещё один Sting Ray 1963 г., с кузовом купе светло-розового цвета, оформленный как модель 1965 г. (включая цельное заднее стекло), принадлежал жене Харли Эрла, Сью Эрл. В 2010 г. отреставрированный Corvette Харли Эрла был продан на аукционе Mecum за $925000. 

После неудачи с проектом Corvette Grand Sport Зора Аркус-Дантов отказался от идеи создать гоночную модификацию Corvette Sting Ray. Вместо этого он предложил для серийной модели пакет "Z06", с которым любой клиент мог свободно вывести свой Corvette на гоночную трассу. За дополнительные $1818 автомобиль оснащался инжекторным двигателем L84 мощностью 360 л.с., 4-ступенчатой механической коробкой передач, увеличенным бензобаком на 138 л, более жёсткой подвеской с высокопрочным стабилизатором поперечной устойчивости и алюминиевыми вентилируемыми барабанными тормозами с усилителем и двойным главным цилиндром. В остальном Corvette Sting Ray Z06 был неотличим от базовой версии. Всего в 1963 г. пакет "Z06", доступный только для купе, заказали 199 покупателей. Многие из них выступали в чемпионате SCCA в Себринге и Дайтоне, а одна облегчённая машина с 7-литровым мотором была омологирована в NASCAR, и Джуниор Джонсон занял на ней третье место в гонке Daytona 250 – American Challenge Cup. 

В 1963 г. известный водный гонщик и производитель скоростных лодок Боб Нордског купил себе новый Corvette Sting Ray с кузовом купе. Прямо с завода в Сент-Луисе он отправил машину в мастерскую "Короля кастомайзинга" Джорджа Барриса, чтобы тот осуществил некоторые изменения в дизайне. Автомобиль получил удлинённый острый нос, утопленную решётку радиатора с горизонтальными лезвиями и скрытыми за ними одинарными фарами, задние фонари в вертикальных блоках рядом с номерным знаком и выведенные сбоку выхлопные трубы с глушителями, изготовленные в Bob Egizi Muffler Shop в Энсино (Калифорния). Отделку салона белым винилом с медной прошивкой выполнил Дон Феррара из Сан-Педро, сводный брат Нордскога. Сам Нордског заказал фирме C & T Automotive построить специальную версию двигателя Chevrolet V8 Small Block объёмом 5768 см3 с распределительным валом Iskenderian, впускными коллекторами Edelbrock, зажиганием Joe Hunt Vertex Magneto и шестью 1-камерными карбюраторами Stromberg, мощностью 400 л.с. Этот мотор был соединён с 4-ступенчатой механической коробкой передач Muncie и задним мостом от Buick с передаточным отношением 4.56:1. Кастом-кар был укомплектован спицованными колёсами Dayton для езды по улицам города и магниевыми дисками American Racing с огромными задними шинами для участия в дрэг-рейсинге.

Боб Нордског назвал свою машину Chevrolet Corvette Asteroid - в честь её уникального цвета Asteroid Fire Flake (медный металлик). В 1963 г. этот эксклюзивный Corvette получил высшие награды на выставках Long Beach Motorama и Mickey Thompson Auto Boat Speed Show. Затем он появился на обложке журнала Drag City, зафиксировавшего показанным им результат прохождения четверти мили за 12.2 с. со скоростью 190 км/ч. Позже Нордског установил на Corvette Asteroid двигатель V8 427 с автоматической коробкой передач и перекрасил кузов в цвет одной из своих гоночных лодок. Он владел автомобилем вплоть до своей смерти в 1992 г. В 2013 г. Corvette Asteroid был отреставрирован до оригинального состояния, и через год его продали на аукционе Barret-Jackson за $187000.