W związku z zaostrzeniem przepisów dotyczących emisji, Ferrari musiało w późnych latach 70. obniżyć moc swoich silników, ale później odzyskało część utraconych koni dzięki technologii czterozaworowej.
Gdy Ferrari postanowiło zastąpić model Dino, zatrudniło Leonarda Fioravantiego z Pininfariny do jego zaprojektowania. Dodatkowo, włoski producent samochodów zastosował panele nadwozia z włókna szklanego (GFRP), aby uczynić pojazd lżejszym. Na dokładkę, zamontował także silnik V8 w układzie poprzecznym za kabiną, co sprawiło, że stał się jednym z najszybszych pojazdów dostępnych na rynku. Jednak gdy musiał zmniejszyć emisję spalin, w 1980 roku Ferrari przeszło z gaźników na system wtrysku paliwa Bosch K-Jetronic, co skutkowało utratą około 55 PS (54 KM). W 1982 roku marka Prancing Horse wprowadziła technologię czterozaworową do linii 308, co zaowocowało wersją Quattrovalvole coupe i targa. Choć GTB nie skorzystał na ogromnej reklamie dzięki serii Magnum P.I. w USA, wciąż był poszukiwanym pojazdem, chociaż jego sprzedaż była daleka od wyników osiąganych przez jego rodzeństwo GTS.
Ferrari zaprezentowało model 308 GTB Quattrovalvole na targach motoryzacyjnych w Paryżu w 1982 roku. Oprócz ulepszonego silnika, wprowadzono również kilka zmian w wyglądzie samochodu. Z przodu producent dodał zestaw prostokątnych lamp przeciwmgielnych zintegrowanych pod zderzakiem w szerokiej dolnej kratce. Na niektórych rynkach zachowano ten sam zestaw, który obejmował kierunkowskazy i światła parkingowe. Kolejną poprawę zauważono na dolnej krawędzi zderzaka, gdzie Ferrari zmieniło kształt spojlera.
Z profilu, samochód otrzymał nowe koła w rozmiarze metrycznym, podczas gdy 16-calowe felgi wciąż były dostępne jako opcja. Oba modele miały ten sam pięcioramienny wzór, z żółtą nakrętką na środku z logo Prancing Horse. Mały dźwigienka otwierająca drzwi została ukryta na tylnym słupku drzwi nad zaokrąglonym otworem wlotowym, który zasilał silnik znajdujący się za nim. Na koniec, z tyłu, włoski producent wprowadził nowe tylne światła, które miały światła cofania na zewnętrznych lampach, a nie wewnętrznych, jak w poprzednich modelach.
Wewnątrz, 308 GTBi Quattrovalvole zachował ten sam układ dwuosobowy, ale z nieco innym projektem dla konsoli centralnej między siedzeniami. Tam producent umieścił dźwignię zmiany biegów, hamulec ręczny oraz kilka dodatkowych przycisków do systemu wentylacji i szyb elektrycznych. Klimatyzacja nie była dostępna, ale pojawił się radioodtwarzacz. Jednak producent zamontował komfortowe fotele obite skórą, które pomagały pasażerom pozostać na miejscu podczas manewrów w zakrętach z dużą prędkością. Przed kierowcą znajdował się ten sam zestaw wskaźników z pięcioma tarczami, z większymi dla prędkościomierza i obrotomierza oraz mniejszymi dla poziomu paliwa, temperatury cieczy chłodzącej i amperomierza. Na konsoli centralnej Ferrari umieściło wskaźnik ciśnienia oleju i zegar.