Chevrolet 409 V8 1961-65 годов был вполне хорошим двигателем, и "Beach Boys" даже записали о нем песню, но он никогда не произвёл такого же впечатления, как оригинальный small-block V8. Для своей второй попытки создания большого V8 в январе 1965 года подразделение General Motors позаимствовало компоновку головки блока цилиндров со скошенными клапанами у недолговечного «загадочного двигателя» 427 1963 года. С рабочим объемом 6.5 литров этот новый двигатель был представлен в специальном пакете для Malibu SS под названием Z16. Z16 был довольно особенным, так как было выпущено всего 201 экземпляр, и, похоже, сохранилось не более 80.
На самом деле в начале 1965 года было представлено три 6.5 литровых двигателя Turbo-Jet V8: слегка доработанный L35 мощностью 325 л. с. для полноразмерных легковых автомобилей, L78 с нагнетателем мощностью 425 л. с. для использования в Corvette и спортивных полноразмерных автомобилях, а также L37 мощностью 375 л. с., устанавливаемый исключительно на комплектацию Z16.
L37 в Z16 был практически тем же двигателем, что и 425-сильный L78, с такими же головками блока цилиндров с большими портами, впускными клапанами 5.56 см и степенью сжатия 11,0: 1. Главным отличием был распределительный вал. Сверху был алюминиевый впускной коллектор и большой четырехкамерный карбюратор Holley серии 4150 с дросселем 4.3 см. С такой комбинацией выходная мощность была 375 л. с.
Однако Z16 был гораздо больше, чем просто Malibu SS с мощным двигателем. Особенности начинались с рамы, позаимствованной у кабриолета для дополнительного усиления и двух дополнительных подушек кузова. Увеличенные барабанные тормоза спереди и сзади были взяты из полноразмерной линейки Chevrolet, а пружины, амортизаторы и задний стабилизатор поперечной устойчивости были специально откалиброваны для этого варианта.
Единственной доступной трансмиссией была механическая четырёхступенчатая Muncie M20 с широкими передаточными отношениями и первой передачей 2,56:1, а передаточное отношение главной передачи, предлагаемое для усиленного 12-болтового заднего моста, составляло 3,31:1. Удивительно, но комплектация Z16 не включала дифференциал повышенного трения. Сообщается, что инженеры Chevrolet решили, что заднего стабилизатора поперечной устойчивости достаточно, чтобы удерживать оба задних колеса на месте при резком ускорении. Motor Trend зафиксировал время прохождения четверти мили за 15,3 секунды на скорости 156 км/ч, а Car Life превзошёл этот результат, показав 14,9 секунды на скорости 158 км/ч.
Ряд особенностей внешнего вида отличал Z16 от стандартного Malibu SS, включая шильдики «396 Turbo-Jet» на передних крыльях и колпаки колёсных дисков с имитацией пяти спиц ( авторы Car Life назвали их «гротескными»). В салоне были виниловые ковшеобразные сиденья, консоль и эксклюзивный спидометр с разметкой до 160 миль в час. Небольшой тахометр в центре приборной панели вытеснил часы в отдельный блок на верхней части панели. Пакет за 1501 доллар также включал эксклюзивную отделку задней части с уникальной задней панелью и простыми задними фонарями, заимствованными у базовой модели Chevelle 300.
Ниже генеральный менеджер Chevrolet Семон Э. «Банки» Кнудсен позирует с Z16 Hardtop Coupe. После переворота в Pontiac он был назначен главой Chevrolet в 1961 году, и, в отличие от многих высокопоставленных руководителей автомобильной отрасли, он явно предпочитал мощные автомобили, часто построенные на заказ. Он выбрал Malibu SS Z16 для личного пользования, но с собственными требованиями. В результате ограниченная партия Z16 составила не 200 автомобилей, а 201 - 200 Hardtop Coupe и один кабриолет.