プラットフォームは、マツダ・FCプラットフォームが用いられ、リアサスペンションは独立懸架式となりトーコントロール機構付きのマルチリンク式となる。エンジンはインタークーラー付きターボ13B型を搭載する。フロントブレーキには国産車初の対向4ピストンのアルミキャリパーを採用。日本以外では、初代に続き13B自然吸気エンジン仕様車が13Bターボエンジン搭載車とともに販売された。
ポルシェ・944との類似性が自動車雑誌などで話題となり、初代に引き続き「プアマンズ・ポルシェ」の呼称が使われることもあったが、性能面では大きく向上していた。
1989年4月にマイナーチェンジが行われ、エアフロをフラップ式からメジャリングコア式に、リアコンビネーションランプを角型から丸型3灯にする変更のほか、サスペンションの改良、ドアミラーの同色化、前後バンパーおよびボディのモール形状、アルミホイール、前席シート、インパネセンター、計器類のデザイン等が変更された。出力もタービンの改良により、前期の185psから205psに向上している。
グレードは最廉価グレード「GT」、ベーシックグレード「GT-R」、ビスカス式LSDとアルミボンネットを装備した「GT-X」、サンルーフ、オートクルーズ等豪華装備の「GT-Limited」、本革シートを装備した最上級グレード「GT-Limited・スペシャルエディション」が用意された。後に、GTはマイナーチェンジに伴って廃止されている。
「∞（アンフィニ）」シリーズと呼ばれる2人乗りスペシャリティーモデルが4世代に渡りリリースされる。プレミアムガソリン仕様になったこのモデルは、高出力化され「215ps/6500rpm」の性能を誇る。また、1991年のFD3S型へのフルモデルチェンジの年初、マツダ・787Bのル・マン24時間レース総合優勝を記念した最後の特別仕様車「ウィニングリミテッド」が発売された。
2代目に設定されていたカブリオレ・FC3C型はロータリーエンジン生誕20周年を記念して1987年8月に登場しているオープンカー仕様のグレードで、電動ソフトトップを装備する。カブリオレ製作のノウハウは、後のユーノス・ロードスターに活かされた。
1991年、FC3S型はフルモデルチェンジされFD3S型となるが、カブリオレ仕様は2代目仕様のまま生産され、1992年10月にサバンナRX-7の14年間とRX-7カブリオレ5年間を締め括るモデルとして、台数限定のファイナルバージョンが発売された。プラットフォーム、エンジンはFC3S型と同様。
