Z32由Isao Sono和Toshio Yamashita设计，于1986年10月1日获得日产管理层最终批准。车身更宽，轮廓更圆润，硬朗线条更少。其风阻系数略增至0.31，而Z31为0.30。日产利用Cray-2超级计算机，通过一种CAD软件设计了新的Z32，使其成为最早使用该工具的量产车之一。
与前几代一样，日产为Z32提供了四座（2+2）车型。所有Z32最初均标配T型车顶。硬顶车型在北美仅提供非涡轮增压版本，在日本则与极为罕见的双涡轮增压车型（仅限日本市场）一同提供。所有"Slicktops"均为双座（2+0），与前代不同。
1992年，为应对售后改装，首次推出了双座敞篷版（由ASC生产）。同年，ASC还展示了一款300ZX Spyder概念车——一款基于长轴距（2+2）的可伸缩硬顶版本——仅制造了一辆。
2,960 cc（3.0 L）VG30DE V6发动机沿用自上一代300ZX（Z31），但配备了DOHC缸盖和可变气门正时（N-VCT），在自然吸气（NA）形式下可输出222 bhp（225 PS；166 kW）@ 6,400 rpm和198 lb⋅ft（268 N⋅m）@ 4,800 rpm。在1989年《Car and Driver》进行的仪器测试中，NA车型0-60 mph（97 km/h）加速时间为6.7秒，四分之一英里用时15.0秒，尾速93 mph（150 km/h），最高速度达143 mph（230 km/h）。
高性能发动机（VG30DETT）升级了Garrett AiResearch并联双涡轮增压器和双中冷器，可输出300 bhp（304 PS；224 kW）@ 6,400 rpm和283 lb⋅ft（384 N⋅m）@ 3,600 rpm的扭矩。得益于Project 901项目，Z32是首款在JAMA实施280 PS（206 kW）功率上限后上市的车型，该上限一直持续到2004年。0-60 mph（97 km/h）的加速性能因来源不同而有所差异，记录时间在5.0-6.0秒之间，[ citation needed ] 最高时速被限制在155 mph（249 km/h）。
当配备选装自动变速箱时，发动机功率降至280 bhp（209 kW），但自动挡车型加速至100 mph（161 km/h）略快，耗时15.8秒，而手动挡为16.3秒。
所有Z32均采用相同的多连杆后悬挂，该设计与其他Project 901车型共享。涡轮增压版Z32还配备了可调双模式悬挂和名为"Super HICAS"（高容量主动控制转向）的四轮转向系统，该系统首次应用于R31 Nissan Skyline。
美国Z系列汽车销量在1990车型年达到一百万辆，使其成为当时最畅销的跑车。在美国，300ZX与当时许多日本跑车遭遇了同样的命运。1989款300ZX售价约为30,000美元，而最终车型年的价格已涨至约50,000美元。90年代中期市场向SUV倾斜以及日元兑美元汇率上升，导致北美300ZX销售于1996年结束，总销量超过80,000辆。最后运往美国的300辆纪念版车型包含贴花和真品证书。
在英国和欧洲，1990年至1996年间（英国为1990-1994年）提供的所有Z32均为2+2双涡轮增压版。它们通过英国、法国、德国、比利时和意大利的经销商销售。
在澳大利亚，1990年至1995年间提供的所有Z32均为2+2自然吸气版。
在日本，300ZX一直生产到2000年8月。日本国内市场提供了多种国际市场无法获得的变体，例如"Version S"（规格版）、"Version R"（就绪版）和Slicktop双涡轮增压版（最昂贵的装饰选项，仅在Version S版本中提供）。
Version S是基础规格，包含所有必要的道路装饰和物品作为标准配置，例如立体声音响和空调。它可以单独订购各种选装件。选装件仅通过订单提供，包括：
仅适用于2+2长轴距四座车型，主要选装件仅有自然吸气或双涡轮增压配置，以及自动或手动变速箱。此装饰级别提供工厂预设选项，以降低（组合）成本，为客户提供一个"就绪"模型，以便在不想逐一订购选装件时下单。这为买家提供了更简单的选择，并提供了一个可以接受的"基础模型"汽车。
上述1998年末的改款采用了新的前保险杠、尾灯、可选的氙气HID大灯、可选的后扰流板、可选的BBS网状轮毂、橙色后角灯以及带有白色表盘的仪表盘，以及其他一些小改动。
所有JDM Z32使用玻璃纤维而非钢材（如其美国市场对应车型）制成的前防撞梁系统，并且排气系统也不同，催化转化器更轻（JDM双涡轮增压车型仅有一组，而USDM双涡轮增压车型有两组）。由于缺少这些法规项目，JDM Z32通常比其美国规格对应车型轻100磅（45公斤）以上。
Z32底盘在1989年至2000年（日本）和1990年至1996年（美国）的生产期间进行了一些更改。Z32在1990年的延长车型年销量达到39,290辆。
1990年，德克萨斯州韦科的Motorsports International与日本改装公司HKS合作，打造了SR-71 Z32，其名称源自洛克希德SR-71黑鸟。这些汽车升级了更大的Garrett涡轮增压器、HKS电子设备以及由Pete Brock设计的Kaminari车身套件。SR-71通过了加州CARB认证，计划通过精选经销商网络和位于美国的日本性能改装店销售。计划在1993年前每年生产500辆。当时已收到100份订单，但据称仅生产了八辆。Z32和SR-71改装的基础价格为65,000美元。
1995年和1996年，Steve Millen Motorsports（Stillen）与日产北美公司合作开发了SMZ车型，通过指定的日产经销商在美国和加拿大销售。性能升级由工厂保修覆盖。这些性能升级包括：Skyline Group N/GT-R制动系统，采用交叉钻孔和轴向通风转子，配备更大的卡钳和活塞，以及升级的HI-Metal前后制动片；高流量进气系统，使发动机运行更高效；铝化钢自由流通排气系统，从催化转化器延伸；以及涡轮增压器增压压力提升，使总输出达到365 bhp（272 kW）和332 lb⋅ft（450 N⋅m）。每辆车在发动机舱和内饰中均有编号。共生产了104辆SMZ，价格比标准日产Z32 Twin Turbo高出14,000美元。
日产在1990年超级碗XXIV期间播放了一则广告，宣传新的日产300ZX Twin Turbo。这则60秒的广告由Ridley Scott执导，仅播放了一次。日产高管在首次播出后撤下了广告，因为他们担心该广告会助长街头赛车，因为广告中300ZX比运动摩托车、一级方程式赛车和战斗机更快。
另一则令人难忘的300ZX广告是1996年的"Toys"。受电影《Toy Story》启发，该广告配以Van Halen翻唱的"You Really Got Me"，描绘了一个类似G. I. Joe的动作人偶活了过来，驾驶一辆红色300ZX遥控车，接走一个类似Barbie的娃娃约会，将她从她类似Ken的丈夫身边偷走。然后他们开车绕过K先生的脚，K先生是日产前高管Yutaka Katayama的漫画形象，由Dale Ishimoto扮演，他微笑着看着他们驶过。玩具制造商Mattel于1997年起诉日产，声称广告中使用类似G. I. Joe、Barbie和Ken的玩偶构成"商标和版权侵权"，并"对Mattel的名称、商业声誉和商誉造成了无法弥补的损害"。Mattel寻求未指明的损害赔偿和禁令，要求停播该广告。日产为广告辩护，声称这些玩偶名为"Roxanne"、"Nick"和"Tad"，是以名人为原型设计的。Mattel和日产最终在庭外和解，观察人士指出，这场诉讼最终只是让日产和该广告获得了更多的曝光和宣传。
