미드리어 V8엔진이 장착된 458 챌린지는 458 이탈리아를 기반으로 한 모델로 페라리가 시리즈 레이스를 위해서 특수 제작한 5번째 모델이다.

직분사 4,499cc V8엔진은 9,000rpm에서 570마력, 리터당 127마력이라는 출력이 가능하며 이는 기존 458 이탈리아 모델과 동일하다. 그러나 기어비와 듀얼 클러치 F1 기어박스의 캘리브레이션 (calibration)의 개선으로 더 낮은 엔진 회전 속도에서도 더 높은 토크가 가능하다. 또한 페라리가 제작한 트랙 전용 차량으로는 최초로 기존 일반 주행용 버전에 적용되었던 E-디퍼렌셜 (E-Diff) 시스템이 장착되었다.

차 중량을 낮추기 위해 외관 및 인테리어에도 변화가 있었다. 외관 패널의 두께를 줄이고 전후방 유리와 사이드 창문에 폴리카보네이트와 탄소 섬유와 같은 초 경량 소재가 사용되었다.

새로운 458 챌린지는 또한 강철 유니볼 접합부분, 더 뻣뻣한 스프링, 고정비 댐퍼, 센터 너트로 고정되는 19인치 레이싱휠, 사이즈를 키운 피렐리사의 슬릭 타이어와 전반적으로 50mm 낮아진 차고 등 독특한 서스펜션 셋업을 보유한다. 또한 599XX를 통해 첫 선을 보인 브렘보(Brembo)사 최신형 CCM2 브레이크에 최신 ABS 시스템이 결합되었다.

458 챌린지 모델에는 트랙 전용 모델로서는 최초로 정교한 F1-Trac 트랙션 컨트롤 시스템(F1-Trac traction control system)이 도입되었다. 페라리가 자체 개발한 F1-Trac 시스템은 최상의 노면유지성능을 위한 그립 레벨을 지속적으로 모니터 할 수 있다. 이 기능 적용을 위해 컨트롤 로직과 페라리의 F1과 GT 챔피언십에서의 다년간의 레이싱 경험으로 인한 전략을 기반으로 2가지 특별한 트랙 전용 캘리브레이션이 개발되었다. F1-Trac은 E-Diff와 완벽하게 통합되어 코너에서의 뛰어난 승차감과 속도를 보장한다.

ABS/EBD, F1-Trac, E-Diff 캘리브레이션 설정은 스티어링 휠의 마네티노 스위치를 통해 선택할 수 있다. 이는 페라리 챌린지 모델에는 처음으로 적용된 기능이다. 운전자는 3가지 설정 – Off 포지션 (트랙션 컨트롤 기능 비활성화), 포지션 1, 포지션 2 – 을 선택할 수 있다. 포지션 1과 2는 계속해서 더 높은 레벨의 컨트롤 시스템 인터벤션을 보유하며, 트랙의 그립 상태에 따라 선택된다.

458 챌린지의 집중 개발 세션 과정 중 엔지니어들은 전 세대 모델인 F430 대비 피오라노 서킷 랩타임을 2초 이상 줄이기 위해 노력했다. 그 결과 458 챌린지 모델은 1분16.5초라는 새로운 기록을 거두며 1.6G이라는 경의적인 기록의 횡 그립을 발생시킨다.