De derde generatie Corvette is gebaseerd op de Mako Shark II concept car. De C3 werd geïntroduceerd in het modeljaar 1968 en zou door lopen tot en met 1982. De C3 coupe had als eerste Corvette uitneembare T-top dakpanelen. Ook werden termen gebruikt die later zouden terugkeren, zoals LT-1, ZR-1, en Collector Edition. De Corvette vierde zijn 25-jarig bestaan in 1978 met een tweekleurige "Silver Anniversary Edition" en met een Indy Pace Car replica. Het was de eerste keer dat een Corvette werd gebruikt als Pace Car voor de Indianapolis 500 race.

Motoren en chassis onderdelen werden grotendeels overgenomen van de vorige generatie, dus technisch was de auto grotendeels gelijk. Alleen de koets en het interieur waren nieuw. De 350ci (5.7 L) motor verving de 327ci (5.36 L) als de basis motor in 1969, maar het vermogen bleef gelijk met 300 bhp (224 kW). 1969 was het enige jaar dat er kon worden gekozen voor een uitlaat aan de zijkant (sidepipes) als fabrieksoptie. In 1969 werd ook de geheel nieuwe ZL1 motor geïntroduceerd, welke geheel was opgebouwd uit aluminium. Voor deze big block motor werd een vermogen van 430 bhp opgegeven, maar het vermogen was in werkelijkheid veel hoger: soms wel 560 bhp (420 kW). Hierdoor ging de ZL1 in 10,89 seconden over de kwartmijl heen.

Vanwege een verlengde productie van het 1969 model (veroorzaakt door een staking) werd het '70 model korter geproduceerd, wat een lager productieaantal opleverde in dit jaar. In '70 zagen we een optionele LT-1 small block motor verschijnen die dankzij een hoge compressie en hoog toerental maar liefst 370 bhp (276 kW) kon leveren. De 427 big block motoren werden vergroot tot 454 ci (7,44 liter), waardoor deze op 390 bhp (291 kW) uit kwam. Het ZR-1 pakket was leverbaar van '70 t/m '72 en combineerde de LT-1 motor met een speciaal racepakket. Slechts 53 ZR-1's werden gebouwd, wat dit model zeer gewild en kostbaar maakt.

In 1971 moest de compressie van de motoren worden verlaagd om op de nieuwe loodarme brandstof te kunnen draaien. Hierdoor ging het motorvermogen over de gehele linie omlaag. De 350 ci (5,7 liter) L48 standaardmotor kwam hiermee van 300 op 270 bhp uit en de LT-1 motor zakte van 370 naar 330 bhp. De 454 ci big block motor (LS6) zakte van 450 naar 425 bhp (317 kW). Deze motor werd in 1970 echter niet in de Corvette gebruikt, maar alleen in de Chevelle SS.

Vanaf modeljaar 1972 ging GM voortaan met het zogenaamde "SAE Net" meetsysteem werken, wat resulteerde in lagere, maar veel realistischere weergave van het vermogen. Alhoewel de 1972 motoren hetzelfde vermogen hadden als in het voorgaande jaar, was het aangegeven vermogen dus toch lager. De L48 basismotor kreeg hiermee voortaan nog maar slechts 200 bhp (150 kW) en de optionele LT-1 motor 270 bhp (200 kW). 1974 was het laatste jaar dat de Corvette nog een echt gescheiden uitlaatsysteem had. In 1975 werd dit afgeschaft vanwege de introductie van de katalysator door de nieuwe loodvrije benzine. Het motorvermogen van de basismotor zakte verder naar 165 bhp (123 kW) en de optionele L82 produceerde nog 205 bhp. De 454 ci big block motor werd afgeschaft. Langzaam nam het motorvermogen vanaf 1975 weer toe door verbeteringen, totdat het piekte in 1980 met de optionele L82 motor, die 230 bhp leverde.

De stijl van de C3 veranderde geleidelijk tot 1978, toen het 25-jarige bestaan aanbrak. De Sting Ray benaming was niet gebruikt in 1968, maar Chevrolet noemde de Corvette nog steeds Sting Ray. In 1969 kwam de benaming dan ook officieel terug, toen alle Corvettes weer van de naam "Stingray" (nu vast aan elkaar) werden voorzien. In 1970 werd het ontwerp aangepast met spatbordverbreders en werd ook het interieur verfijnd, inclusief betere stoelen. Vanwege hogere wettelijke veiligheidseisen moest de '73 Corvette worden voorzien van plastic bumpers en vervielen de geliefde chromen bumpers. De auto moest namelijk nu een aanrijding van 8 km/uur schadevrij kunnen doorstaan. 1973 was ook het laatste jaar dat de spaakwieldoppen konden worden besteld.

In 1974 verving een "8 km/uur" kunststof bumper ook de achterste chromen bumpers, passend bij de gelijksoortige voorbumpers. 1975 was het laatste jaar dat er een cabriolet werd gebouwd, welke pas na 11 jaar zou terugkeren. Dave McLellan volgde Zora Arkus Duntov op als hoofdingenieur. In 1976 werd de kunststof vloer van de Corvette vervangen voor een stalen paneel als bescherming tegen de grote warmteproductie van de katalysator. 1977 zou het laatste jaar zijn dat de verticale achterruit zou worden toegepast en lederen stoelen waren voortaan leverbaar zonder meerprijs. De buitenkleur zwart keerde terug, na een afwezigheid van zes jaar.

Het 1978 25th Anniversary model introduceerde de 'fastback' bolle achterruit en kreeg ook een nieuw interieur en dashboard. Het 25-jarige bestaan werd gevierd met de Indy 500 Pace Car en met een Silver Anniversary model die tweekleurig zilver/grijs was gespoten. Alle 1979 modellen kregen de '78 Pace Car stoelen en voor- en achterspoilers werden optioneel aangeboden. In 1980 kreeg de Corvette een verbeterd ontwerp wat resulteerde in een aanzienlijke verbetering in luchtweerstand. Na enkele jaren van gewichtstoename wisten de ingenieurs de Corvette in 1980 weer lichter te maken. In het midden van 1981 werd de productie verplaatst van St. Louis, Missouri naar Bowling Green, Kentucky. Dit jaar was ook het laatste jaar van de handgeschakelde versnellingsbak, die in 1984 pas weer zou verschijnen. In 1982 keerde de brandstofinjectie weer terug en er kwam een laatste C3 Collectors Edition waarmee deze generatie werd afgesloten. Dit model had, als vooruitblik op de 4e generatie, een openende achterruit.