Il profilo estetico della carrozzeria richiama le classiche linee sportive, generalmente create dalla Pininfarina per i precedenti modelli Ferrari, inserendo alcuni particolari innovativi, come i nuovi gruppi ottici a "scimitarra", simili a quelli della Ferrari California, e la sistemazione dei tre terminali di scarico, uniti al centro del paraurti posteriore, molto simili a quelli della Ferrari F40. Questi ultimi presentano due misure differenti: più piccolo quello centrale e più grandi quelli laterali.Si tratta di una vettura a due posti, con motore 8 cilindri disposti a V. La denominazione della vettura fa un riferimento alla cilindrata (di 4,5 litri), seguito dal numero dei cilindri del motore. La vettura è stata presentata in anteprima sul web il 28 luglio 2009, mentre la presentazione ufficiale è avvenuta alla 63ª edizione del Salone dell'auto di Francoforte che si è svolta dal 17 al 27 settembre 2009.
Il nuovo prodotto, secondo i comunicati aziendali, è frutto di un'importante evoluzione tecnica che le consente di ottenere emissioni e consumi inferiori rispetto al precedente modello "F430", pur avendo maggiore cilindrata e potenza. Tale miglioramento è merito del contenimento dei pesi e dell'attenzione a una valida profilatura aerodinamica che genera un carico verticale di 140 chilogrammi a 200 km/h con un coefficiente di resistenza aerodinamica pari a 0,33 Cx.
La 458 Italia monta un motore V8 di 90° montato in posizione posteriore-centrale, dotato di iniezione diretta e affiancato a un cambio elettroidraulico a doppia frizione con 7 rapporti, tecnologia che la casa italiana aveva già sperimentato sulla recente California. Il propulsore è caratterizzato da un rapporto di compressione particolarmente elevato (12,5:1), ottenuto anche grazie a una ridotta altezza di compressione dei pistoni.
La vettura è sviluppata su un telaio in lega d'alluminio realizzato con tecnologie di derivazione aerospaziale, con sospensioni anteriori a triangoli sovrapposti e multilink per quelle posteriori.
La vettura è dotata di un'unica centralina Magneti Marelli abbinata al manettino Ferrari di derivazione Formula 1. Un'unica centralina consente di gestire e disinserire l'E-Diff (differenziale elettronico), il F1-Trac (sistema di trazione) e l'ABS.
Particolare attenzione è stata prestata all'ergonomia degli interni e dei comandi di guida, questi ultimi tutti raggruppati sul volante per garantire una maggiore concentrazione alla guida senza distogliere le mani dallo stesso. Alla creazione e alla messa a punto della vettura ha partecipato, come consulente, il pilota automobilistico pluri-iridato di Formula 1 Michael Schumacher.
Nel 2012, per commemorare il 20º anniversario della vendita della prima Ferrari in una concessionaria di Pechino, la Ferrari ha deciso di realizzare un'edizione limitata della 458 Italia in 20 esemplari, denominata 20th Anniversary Special Edition. Rispetto alla versione originale, questa offre una colorazione Rosso Marco Polo abbinata ad una livrea dorata/nera con longma che raffigura un dragone e il tracciato di un circuito, le alette anteriori flessibili dorate ed i cerchi in lega sempre dello stesso colore.
