В эти автомобили по большей части устанавливались двигатели типа V8, производимые разными подразделениями концерна GM. В большинстве своём, двигатели для Firebird производило подразделение Pontiac до 1977 года, эти автомобили наделялись двигателями с многих заводов. С 1982 года было принято решение устанавливать исключительно двигатели производства GM.

GTO был замыслом инженера Рассела Джи (Russell Gee), занимавшегося в Pontiac двигателями, и старшего инженера Джона Де Лориан (John De Lorean). Первая идея создания GTO принадлежит Шейн Вайзер (Shane Wiser). В начале 1963 года начальство General Motors выпустило распоряжение, в котором запрещалось своим подразделениям вовлекаться в автомобильные гонки. Впоследствии рекламный и маркетинговый подход Pontiac был основан на производительности машин и гонки были неотъемлемой частью данной стратегии.