El 330 GTC coupé se desveló en el Salón del Automóvil de Ginebra de 1966, como un modelo adicional para enriquecer la gama Ferrari. Fue diseñado por Pininfarina y su carrocería se ensamblaba en las instalaciones de Turín antes de ser enviada a la fábrica Ferrari de Maranello, completamente terminada, para fijar los componentes mecánicos. La parte delantera del vehículo, a partir del parabrisas, era muy similar a la del 500 Superfast. El 330 GTC tenía una particularidad bastante inusual en un Ferrari: un emblema con las siglas “330” en el capó del maletero. Antes de este modelo sólo unos pocos habían llevado esa identificación ahí, y los que lo hicieron eran normalmente series “especiales”. El morro se caracterizaba por una pequeña parrilla ovalada y unos faros ligeramente encajados en la parte delantera de las aletas, que tenían una triple salida de ventilación del motor en los laterales, bordeada por una fina moldura cromada en tres de los lados. Todo esto encajaba con una sección posterior que había sido utilizada primero en el anterior 275 GTS. Con ello se lograba una línea armoniosa, ligera y elegante, rematada por cuatro pequeños paragolpes en las esquinas. El 330 GTC tenía un habitáculo con montantes muy finos, que proporcionaban una gran espacio interior y una excelente visibilidad. El diseño era específico para este modelo y continuó en los 365 GTC posteriores. La carrocería se montaba sobre un chasis tubular de acero con una distancia entre ejes de 2.400 mm, que tenía un código de referencia interno 592. Todos estuvieron numerados siguiendo la secuencia de cifras impares típica de los coches de carretera. El diseño principal era muy similar al de los 275 GTB contemporáneos, y el esquema mecánico prácticamente idéntico. Las elegantes llantas de aleación de serie tenían diez orificios y eran de 7L x 14 pulgadas. Su diseño se parecía bastante al de las empleadas en los Ferrari de competición de la época, con una tuerca de central de fijación tipo Rudge. Sobre ellas se montaban unos neumáticos 205 x 14 y, opcionalmente, estaban disponibles las llantas de radios Borrani. Todos los modelos de la serie llevaban cuatro discos de freno Girling, con un freno de mano accionado por cable que actuaba sobre unas pinzas independientes en los discos traseros.

El motor era una evolución del empleado en el 275 GTB, con unas especificaciones prácticamente idénticas a las utilizadas en el 330 GT 2+2: un V12 de 3.967 cc, con un diámetro por carrera de 77 x 71 mm, cárter húmedo y un árbol de levas en cabeza por bancada de cilindros. El código de referencia interno era 209/66.  El propulsor estaba equipado con una batería de tres carburadores de doble cuerpo Weber 40 DCZ/6 ó 40 DFI/2, con una doble bobina y un sistema de encendido con el distribuidor montado por detrás del motor. La potencia era de 300 CV. Las únicas variaciones mecánicas relevantes que se hicieron durante el periodo de producción del modelo fueron la sustitución de radiador de aceite original por uno doble a partir del chasis 09839, una modificación en el sistema de envío de la gasolina al carburador y el tratamiento de molibdeno para los anillos de sincronización del cambio desde el chasis 09939. El 330 compartía el esquema de la transmisión y de la suspensión trasera con los modelos 275 GTB producidos desde abril de 1966 en adelante: dos puntos de ataque del motor, dos puntos de apoyo para la caja transaxle y un tubo que une sólidamente motor y transmisión. La caja transaxle era de tipo 592/1369, con cinco velocidades, y la suspensión trasera independiente, con muelles helicoidales, brazos oscilantes y amortiguadores Koni. Por su parte, la suspensión delantera independiente tenía brazos oscilantes de longitud desigual, con muelles helicoidales y amortiguadores Koni. La dirección era de cremallera y no tenía asistencia. El conductor disponía de un volante Nardi con el aro de madera y tres radios, situado frente al cuadro de instrumentos principal que se proyectaba desde la parte superior del tablero y que albergaba el cuentarrevoluciones y el velocímetro redondos. Completaban el conjunto tres diales más pequeños para la temperatura del agua, la del aceite y la presión de aceite. Los instrumentos tenían el fondo negro y las inscripciones en blanco. En el centro del salpicadero había una fila con otros tres indicadores redondos aún más pequeños, que correspondían al nivel de combustible, al reloj y al amperímetro. Frente al asiento del pasajero había una guantera iluminada y con cerradura.

La cúpula y el tablero de instrumentos estaban acabados en madera de teca, mientras que la zona inferior del salpicadero tenía forma de rodillo acolchado y tapizado, a juego con la parte superior. Un consola central, que incorporaba una fila de interruptores, las salidas de ventilación y la radio, iba de la parte inferior del salpicadero hasta el túnel de transmisión, y se prolongaba entre los asientos hasta el compartimento trasero. En la zona más adelantada se encontraba la palanca de cambios cromada con el pomo de plástico negro, que se desplazaba a través de una rejilla clásica. Junto a ella se situaban el cenicero cromado y un mechero y, justo detrás de ellos, los mandos para los elevalunas eléctricos. En el Salón del Automóvil de Bruselas de 1967, Pininfarina presentó un 330 GTC con una carrocería especial (con el chasis 09439 y el número de orden de trabajo 99670), destinado a la Princesa Liliana De Rethy. De este modelo se fabricaron cuatro unidades. Para la Princesa Liliana no era una novedad poseer un Ferrari personalizado, pues el 330 GTC era el tercer coche especial de Maranello que entraba en su garaje. También su marido, el Rey Leopoldo III de Bélgica, era un buen cliente de Ferrari y poseía ya dos modelos personalizados, ambos descapotables: un 342 America (chasis 0234AL) y un 375 Plus Cabriolet (chasis 0488AM). La Princesa Liliana conservó el 330 GTC ‘Speciale’ hasta el momento de su muerte, a los 85 años, que sucedió en junio de 2002. La segunda unidad fue construida sobre el chasis 09653 y la orden de trabajo interna número 99676 de Pininfarina. Se expuso en el Salón del Automóvil de Ginebra, en marzo de 1967, y estaba destinada al doctor Michael de Bakey, de Houston, Texas. La tercera, con el número de chasis 10107 y la orden de trabajo interna número 99686 de Pininfarina, fue para María Maddalena da Lisca, de Cortina d’Ampezzo, Italia. El último coche de la serie fue el de chasis 10241 y la orden de trabajo interna número 99687 de Pininfarina, para el doctor Franco Palma, de Roma. Los dos primeros estaban terminados en color azul 19278M Italver, con cuero negro Franzi para los interiores. Los dos últimos estaban pintados en plata 25090A Italver. El cuero para el interior del chasis 10107 era negro Franzi, mientras que el chasis 10241 llevaba cuero azul Franzi.

Estos coches tenían la sección del morro como el Ferrari 365 California, con una superficie acristalada rediseñada, en la que había una luneta trasera cóncava entre dos contrafuertes con forma de vela que continuaban hacia el panel trasero vertical. En él había un par de pilotos con un panel cromado rectangular que llevaban en su interior tres luces circulares. Debajo de ellos iba un paragolpes completo, de lado a lado. Había detalles diferenciadores entre cada coche, el más evidente de los cuales hacía referencia a las salidas de aire del vano motor. En los chasis 09439 y 09653 ésta se componía de dos filas de cinco ranuras en el capó, justo debajo del parabrisas. Los chasis 10107 y 10241 tenían pequeñas rejillas negras en las esquinas posteriores del capó, un formato que pasó a ser el habitual para las siguientes unidades de la serie 365 GTC/S. Los tres primeros automóviles de la serie estaban equipados con dos paragolpes delanteros, uno para cada esquina, que se curvaban hacia la parilla del radiador, como en el 365 California. Tras ellos había una barra protectora. El último coche de la serie también tenía esos dos paragolpes, pero terminaban un poco antes de la parrilla y no tenían la barra protectora por debajo. Las dos primeras unidades tenían en el frontal dos faros escamoteables, que luego se quitaron para las dos siguientes.

Hubo otros 330 GTC fabricados con detalles individuales especiales. Entre estos se encontraba el prototipo (chasis 06431), del que se afirmó erróneamente en el pasado que había sido construido sobre el bastidor de un 275 GTS (la hoja de fabricación indicaba un chasis tipo 592). Este vehículo tenía un cuadro de instrumentos especial, así como el acabado de los paneles de puertas y una plataforma posterior para el equipaje. El chasis número 08727 tenía faros escamoteables en el morro, un acabado exterior exclusivo y un interior especial realizado por Battista Pininfarina. Al margen de las cuatro unidades de la serie “Speciale”, el mayor cambio respecto al modelo estándar se hizo en el chasis número 09571, que llevaba los faros escamoteables en el panel superior del morro, faros carenados, un paragolpes trasero de una sola pieza, manillas especiales para las puertas y un cuadro de instrumentos único, sin velocímetro. En poco más de dos años se produjeron un total de 598 unidades, tanto con volante a la izquierda como a la derecha, con un intervalo en los números de chasis que iba del 08329 al 11613 (sin incluir los prototipos). El 330 GTC está considerado por muchos como uno de los modelos más deseados de aquel periodo. Aparte de sus esbeltas y elegantes líneas, este coche ofrecía una combinación óptima entre potencia y refinamiento, una gran cantidad de par, mandos ligeros, buena capacidad para equipajes, excelente visibilidad y el formidable sonido que proporcionaba su motor V12.