1964年，Tempest被重新设计为一款更传统的车辆，并从紧凑型车扩大为中型车，轴距为115英寸（2,900毫米），总长度为203英寸（5,200毫米）。一体式车身、弯曲传动轴和变速驱动桥被淘汰，取而代之的是传统的前置发动机、前变速箱、非承载式车身和实心后轴设计，该设计被通用汽车除Corvette和Corvair外的所有其他车型采用。与其姊妹车型（Oldsmobile F-85 / Cutlass和Buick Special / Skylark）一起，Tempest/Le Mans转向了与新款Chevrolet Chevelle共享的新A平台，并且根据通用汽车的法令，所有三款车都进行了更新和修改，实现了标准化——包括车轮。这些车型按升序排列为：基础款Tempest、Tempest Custom和Le Mans。
作为标准设备，取代先前"Trophy 4"直列四缸发动机的是一款新的215立方英寸（3.5升）Pontiac直列六缸发动机，配备单筒化油器，功率为140马力（104千瓦；142 PS）。这款六缸发动机基本上是230立方英寸（3.8升）Chevrolet直列六缸发动机的缩小缸径（3.75英寸）版本，作为Pontiac的独家产品提供。这是通用汽车最早采用的"集团发动机"安排之一。
可选发动机包括两款前一年推出的326立方英寸（5.3升）Pontiac V8发动机：一款双筒化油器、250马力（186千瓦；253 PS）的普通燃油选项；或280马力（209千瓦；284 PS）的326 HO发动机，配备四筒化油器和10.5:1压缩比，需要使用高级燃油。变速箱包括标准的三速手动变速箱（带转向柱换挡）、四速手动变速箱（带地板安装的Hurst换挡杆）或两速自动变速箱；后者是Buick Super Turbine 300的一个版本。
前一年，基于Tempest的LeMans套件中高性能326/336 V8发动机的受欢迎程度促使Pontiac为该选项赋予了一个特别的、运动化的名称：GTO，源自意大利语缩写"Gran Turismo Omologato"，用于指代经过认证可用于赛事的特别装备街车（尽管相反的情况——生产规定数量的合法上路的赛车以满足认证要求——是常态）。GTO配备Pontiac最大的V8发动机，即389立方英寸（6.4升），并装备了四筒化油器（产生325马力（242千瓦））或即将成为标志性的345马力（257千瓦）3 x 2筒Tri-Power设置，GTO被证明是定义了1960年代肌肉车的车型。与其他1964年Tempest车型不同，GTO可作为无B柱硬顶轿跑车提供。
不出所料，GTO的成功促使Oldsmobile匆忙为其F-85/Cutlass推出了自己的高性能选项套件，称为442，次年Buick也发布了Skylark的高性能版本，称为Skylark Gran Sport或GS。这两款车都取得了成功，并与Chevrolet的Chevelle SS一起，加入了通用汽车利用爆炸性肌肉车时代的努力。
1965年Tempest的发动机配置与1964年相同，除了326 HO的功率提升至285马力（213千瓦；289 PS），GTO 389的功率通过更高的进气歧管提升至335马力（250千瓦）和360马力（268千瓦）。造型变化包括新的分体式格栅，带有与大型Pontiac车型相似的垂直头灯，修改后的尾灯和更倾斜的后备箱盖。Tempest Custom系列增加了一款双门硬顶轿跑车，而Le Mans则获得了一款四门轿车，内饰采用豪华的Preston Cloth装饰，类似于全尺寸的Bonneville Brougham。
1966年Tempest进行了重大的外观改款，包括更圆润的车身线条，具有类似于全尺寸Pontiac车型的Coke-bottle效果。Tempest Custom系列增加了新的四门无B柱硬顶轿车。在引擎盖下，源自Chevrolet的215六缸发动机被一款新的230立方英寸（3.8升）Pontiac顶置凸轮轴六缸发动机取代，这是当时美国量产车中唯一的此类发动机。这也是第一款使用皮带而非链条来同步凸轮轴和曲轴的美制发动机。基础款OHC配备单筒化油器，额定功率为165马力（123千瓦；167 PS），专为经济型买家设计。作为非旅行车的Sprint选项套件的一部分，可选提供一款四筒化油器、高压缩比的207马力（154千瓦；210 PS）版本OHC六缸发动机，作为价格更高的欧洲运动型轿车的替代品进行营销，后者具有类似的OHC发动机。对于那些想要V8动力的人，326和326 HO选项继续提供，功率分别为250和285马力（213 kW；289 PS），GTO发动机保持不变。
1967年的Tempest、Custom和Le Mans车型仅进行了微小的改动。GTO 389 V8被一款新的400立方英寸V8发动机取代。Rochester四筒化油器取代了标准的GTO Carter AFB四筒化油器和Tri-Power化油器选项。Turbo Hydromatic TH-400取代了先前的Buick Super Turbine两速自动变速箱。326立方英寸V8发动机保持不变。四筒化油器OHC六缸发动机的功率提升至215马力（160千瓦；218 PS）。前轮盘式制动器成为新的可选配置，同时还有立体声8轨磁带播放器和引擎盖安装的转速表。所有1967年Pontiac车型都配备了通用汽车的安全套件，这是联邦法律强制要求的，包括双回路制动系统、吸能转向柱、方向盘和内饰、肩带锚点、四向危险警示灯以及新的转向信号控制装置，可以"轻弹"用于变道。
