De Corvette ZR1 krijgt de krachtigste motor die GM ooit bouwde: een V8 van 647 pk en 819 Nm. In combinatie met het lichtgewichtkoetswerk van koolstofvezel levert dat de ZR1 knalprestaties op: 0 tot 96 km/h (60 mph) in 3,4 seconden, en in amper 7 seconden naar 160 km/h (100 mph). De topsnelheid bedraagt meer dan 330 km/h.
Ten opzichte van de LS7-motor van de Z06 ligt de LS9 van de ZR1 lager en meer naar achteren. Het pk-geweld wordt via een nieuwe manuele zesversnellingsbak met een tweeschijvige koppeling van 260 millimeter doorgegeven aan de achterwielen.
De ZR1 staat op het aluminium onderstel van de Z06, inclusief adaptieve schokdempers met magnetische deeltjes, maar dat werd uiteraard aangepast. Als gevolg van het lichtere koetswerk kwam ook het zwaartepunt lager te liggen. De ZR1 staat op Michelin Pilot Sport-banden, in de maat 285/30 ZR 19 vooraan en 335/25 ZR 20 achteraan, op 20-spaakvelgen die als optie verchroomd zijn. Erachter gaan koolstofceramische remschijven schuil met een diameter van 15 duim (394 millimeter) vooraan en 15 duim (380 millimeter) achteraan.