Представленная на Детройтском автосалоне 2004 г., Chevrolet Corvette C6 стала очередной вехой в развитии легендарного американского спорткара. Её нельзя было назвать полностью новой, потому что основные элементы конструкции она унаследовала у предыдущего поколения, но дизайн модели был существенно модернизирован. Впервые с 1962 г. Chevrolet Corvette имела не всплывающие, а фиксированные фары. В некотором смысле это решение нарушало традицию, однако у него были и свои преимущества: снижение коэффициента лобового сопротивление до 0,28, отказ от дорогостоящего механизма опускания фар и улучшение безопасности в случае столкновения с пешеходом. Линии кузова у Corvette C6 стали более чёткими, а очертания крыльев, выпуклости на капоте и сужающегося заднего стекла придавали ему сходство с классическим Corvette Sting Ray 1963-1967 гг. Длина автомобиля сократилась на 13 см, ширина - на 2.5 см, но колёсная база выросла на 3 см, до 2685 мм. Передний бампер был оборудован нижним спойлером, а задний - диффузором с парой сдвоенных выхлопных труб.

Пластиковый кузов Chevrolet Corvette был установлен на отдельную раму из стальных и алюминиевых элементов, сваренных методом гидроформинга. Ходовая часть без особых изменений перешла от Corvette C5: независимая подвеска спереди и сзади на двойных поперечных рычагах и поперечных стеклопластиковых рессорах, вентилируемые дисковые тормоза на всех колёсах, пятиспицевые алюминиевые диски диаметром 18" спереди и 19" сзади. За доплату предлагалась система Selective Ride Control с регулируемыми магнитореологическими амортизаторами и пакет Z51 Performance Package, который включал более жёсткую подвеску с усиленными стабилизаторами поперечной устойчивости, увеличенные тормозные диски, шины Goodyear Eagle F1 Supercar 245/40 ZR18 спереди и P285/35 ZR19 сзади, рулевое управление Magnasteer с быстрым отношением и систему Active Handling, объединявшую ABS и трэкшн-контроль. Под капотом у Corvette C6 стоял алюминиевый двигатель V8 LS2 объёмом 5967 см3 и мощностью 400 л.с. Будучи представителем четвёртого поколения моторов семейства Small Block, он имел традиционную систему ГРМ с одним нижним распредвалом и двумя клапанами на цилиндр с приводом от толкателей. На выбор предлагались 6-ступенчатая механическая коробка передач Tremec T56 с компьютерным переключением (CAGS) и 4-ступенчатая автоматическая трансмиссия 4L65-E. Обе находились сзади, в одном блоке с ведущим мостом.

Chevrolet Corvette C6 выпускалась в двух типах кузова: купе со съёмной передней секцией крыши (тарга) и кабриолет. В салоне она отличалась от Corvette C5 пересмотренным дизайном консоли и пассажирской части кокпита, иным расположением некоторых кнопок, металлическими вставками в цвет кузова и улучшенной кожаной обшивкой. Ключи владельцу Corvette C6 не требовались: двери открывались с помощью карточки, а двигатель запускался кнопкой. В список опций входили электрически регулируемые в 6-ти позициях сиденья с памятью и подогревом, электрически регулируемая рулевая колонка, информационный центр DIC со светодиодным экраном, навигационная система, проекционный дисплей HID, спутниковое радио, аудиосистема Bose и электропривод крыши для кабриолета.

За 9 лет производства Chevrolet Corvette C6 проходила только одну крупную модернизацию - в 2008 г. Увеличенный до 6162 см3 двигатель V8 OHV получил индекс LS3. Его мощность составила 430 л.с. в стандартном варианте или 436 л.с. с вакуумным приводом выпускных клапанов. В комплектацию также вошла новая 6-ступенчатая механическая коробка передач TR6060, в дополнение к 6-ступенчатой автоматической с функцией ручного переключения при помощи подрулевых лепестков, введённой в 2006 г.

До 2009 г. ежегодные продажи Corvette C6 составляли 35-40 тыс. единиц, а потом снизились почти втрое из-за экономического кризиса. Всего с 2005 по 2013 гг. на заводе в Боулинг-Грин (Кентукки) были произведены 215123 единицы. Chevrolet Corvette C6 рекордные пять раз становилась пейс-каром гонки Индианаполис-500: в 2005, 2006 (Z06), 2007, 2008 (Z06 E85) и 2012 (ZR1) гг.

Модификацию Z06 Corvette C6 унаследовал у своего предшественника, но её производительность была на уровень выше, чем в предыдущем поколении. Вместо стандартного 6-литрового мотора на Corvette Z06 был установлен самый большой двигатель в истории семейства Small Block - V8 LS7 объёмом 7011 см3. Изготовленный вручную, он имел шатуны из титанового сплава и систему смазки с сухим картером. Мощность составляла 505 л.с., расход топлива - 16 л/100 км в городе и 9.8 л/100 км на шоссе. Единственной доступной коробкой передач была 6-ступенчатая механическая, а единственным типом кузова - купе с фиксированной крышей. Ради сокращения веса Corvette Z06 получил полностью алюминиевую раму с композитным трёхслойным полом из углеродного волокна и пробкового дерева, магниевые опоры силового агрегата и карбоновые передние крылья. Внешне автомобиль отличался от базовой версии расширенными колёсными арками, воздухозаборником на капоте и отверстиями для охлаждения задних тормозов. В комплектацию входили дисковые тормоза диаметром 355 мм/340 мм с 6-поршневыми передними и 4-поршневыми задними суппортами, жёсткая подвеска с более прочными стабилизаторами поперечной устойчивости и кованые алюминиевые колёса с шинами 275/35 ZR18 спереди и 325/30 ZR19 сзади.

В 2007 г. ведущий популярной американской телепередачи "Tonight Show" Джей Лено заказал себе эксклюзивный Corvette, способный работать на этаноле E85. За проект взялась компания Pratt & Miller, которая строила гоночные автомобили Corvette C6R. Её инженеры совместно с фирмой Katech увеличили алюминиевый двигатель V8 LS7 до 8194 см3 и перевели его на новый вид топлива. В результате мощность выросла с 505 до 600 л.с., а для того, чтобы справиться с крутящим моментом в 793 Нм, потребовалось пересмотреть передаточные числа 6-ступенчатой механической трансмиссии. Автомобиль также получил аэродинамические обвесы из углеродного волокна, выхлопную систему Corsa, дисковые тормоза Brembo и алюминиевые колёса BBS с шинами Michelin 295/30 ZR18 спереди и 345/30 ZR19 сзади. Перед тем, как пополнить коллекцию суперкаров Джея Лено, Chevrolet Corvette C6RS E85 была показана на выставке SEMA 2007 г. 

Chevrolet Corvette ZR1 - ультимативная версия шестого поколения Corvette, настолько же опережающая Corvette Z06 по всем характеристикам, насколько та превосходит базовую модель. Разрабатывалась под кодовым названием "Blue Devil", пока не получила индекс ZR1 - в честь одноимённых модификаций Corvette 1969-1971 и 1990-1995 гг. Оснащалась компрессорным мотором V8 LS9 объёмом 6162 см3 и мощностью 638 л.с., 6-ступенчатой механической коробкой передач, адаптивной подвеской Magnetic Selective Ride Control и углерод-керамическими тормозами с синими суппортами. Доступный только с кузовом купе, автомобиль отличался фиксированной крышей из неокрашенного углеродного волокна, карбоновыми крыльями, капотом, передним сплиттером и боковыми молдингами, а также прозрачным стеклом из поликарбоната на воздухозаборнике капота. 

Фирма SV Motor Company из Сан-Франциско была основана в конце 90-х гг. с целью возродить традиции итальянских кузовных ателье, строивших прототипы на базе Chevrolet Corvette. Первым и единственным проектом компании стал суперкар SV 9 Competizione, основанный на платформе Corvette C6 и стилизованный под Alfa Romeo 8C Competizione. Автомобиль был разработан Камероном Дэмпси из Corvid Technologies в сотрудничестве с инженерами Pratt & Miller и ANSA Automotive. Первый экземпляр SV 9 Competizione дебютировал в 2009 г. на Concorso Italiano в Пеббл-Бич и затем посетил выставку SEMA в Лас-Вегасе. Фирма планировала выпустить 1000 экземпляров по цене $99995 каждый, но фактически было сделано всего 4 машины.

SV 9 Competizione получил двухместный кузов из углепластика с выпуклым заострённым носом, передним сплиттером, сделанными на заказ фарами, усечённым хвостом с двумя круглыми фонарями и съёмной панелью крыши. В салоне автомобиль имел роскошную отделку из итальянской кожи с карбоновыми вставками и эксклюзивным комплектом датчиков. Под капотом устанавливался 6.2-литровый двигатель V8 LS3 с модифицированными впуском и выпуском, мощностью 450 л.с. Он позволял суперкару весом 1400 кг разгоняться до 96 км/ч за 4 с и проходить четверть мили за 12 с, а 14-дюймовые перфорированные тормозные диски и шины Pirelli P-Zero Rosso сокращали тормозной путь с 96 км/ч до 32 м. На выбор предлагались 6-ступенчатая механическая или 6-ступенчатая автоматическая коробка передач, 4 варианта колёсных дисков, 25 цветов кузова и 5 вариантов окраски салона.

Ограниченная серия под названием Chevrolet Corvette Grand Sport уже выпускалась в 1996 г., в четвёртом поколении модели. В 2010 г. она вернулась уже в качестве постоянной модификации, заменившей опциональный пакет Z51. Автомобиль оснащался стандартным 6.2-литровым двигателем V8 LS3 в комплекте с 6-ступенчатой механической или 6-ступенчатой автоматической коробкой передач, но имел более жёсткую подвеску, увеличенные тормоза, функциональные отверстия для их охлаждения, специальные кованые алюминиевые колёса с шинами 275/35 ZR18 спереди и 325/30 ZR19 сзади, а также заметный задний спойлер и двойные полосы на левом переднем крыле.

В 2013 г., когда компания Chevrolet отмечала 60-летие модели Corvette и уже готовила к запуску её седьмое поколение, в продажу поступила ограниченная серия Chevrolet Corvette 427 Convertible Collector Edition. Как и все предыдущие финальные серии Collector Edition, она красилась только в белый цвет с двойными серыми полосками. Это был самый быстрый кабриолет в истории Corvette, потому что большинство узлов он разделял с модификацией Corvette Z06, доступной только с кузовом купе. В комплект входили 7-литровый двигатель V8 LS7 ручной сборки, мощностью 505 л.с., 6-ступенчатая механическая коробка передач, подвеска Magnetic Selective Ride Control, карбоновые крылья, капот, передний сплиттер и боковые молдинги, эксклюзивные диски и шины Michelin PS2.