El eje trasero sigue recurriendo a una estructura McPherson, pero se han reposicionado los puntos de fijación con la carrocería y se ha evolucionado su geometría así como los detalles de construcción. La flexibilidad de muelles, amortiguadores y barra estabilizadora está en consonancia con el eje delantero para obtener el máximo equilibrio. También se ha recurrido a nuevos casquillosmás rígidos.El Alfa 156 GTA tiene importantes cambios en el bastidor para adaptarse a los 250 CV de su motor 3.2 V6. Las suspensiones han experimentado muchas modificaciones con el fin de mejorar la estabilidad, su eficacia en curva y el tacto de conducción. El eje delantero es de paralelogramo deformable y tiene una geometría diferente, nuevos muelles y amortiguadores más duros y unabarra estabilizadora de mayor diámetro articulada sobre rótulas. La altura total se ha rebajado 13 mm y se recurre a elementos reforzados para soportar esfuerzos superiores.
Con estos cambios, en Alfa Romeo afirman que el 156 GTA es un automóvil muy equilibrado y tiene unas reacciones similares a las que buscan los pilotos profesionales en sus coches de carreras: «sobreviraje al entrar en las curvas para facilitar la inserción del eje delantero y subviraje en la salida para una autoalineación más rápida que favorece la aceleración».
El GTA tiene los semiejes más resistentes, un embrague de mayor diámetro y se han reforzado varios componentes del cambio de seis marchas, pero no dispone de unautoblocante mecánico. En su lugar hay uncontrol de tracción (ASR) que puede hacer esa función, ya que frena la rueda que tiene menos adherencia. A diferencia de los renovados Alfa 156, el GTA no tienecontrol de estabilidad.
La dirección de cremallera también es nueva y Alfa asegura que es la más rápida y directa entre los coches de serie. Con 1,75 vueltas entre topes tiene una relación de desmultiplicación de 11,3 a 1, frente a 13,7 que tienen el resto de los Alfa 156 (ya de por sí con una dirección muy directa y 2,2 vueltas de volante). Los datos de la ficha técnica reflejan que su maniobrabilidad es menor: el diámetro de giro entre bordillos del GTA es de 12,1 m, mientras que un 156 normal gira en 11,1 m.
Los frenos delanteros del 156 GTA son los mismos que lleva el Alfa GTV 3.0 (y el Peugeot 406 V6 Coupé o el Seat Ibiza Cupra R): discos ventilados de 305 mm de diámetro con pinzas Brembo monobloque de cuatro pistones. Detrás lleva discos del mismo tamaño que un Alfa 166 (276 mm de diámetro). Según Alfa Romeo, al GTA no sólo lo distingue una mayor capacidad de frenada, sino también más resistencia al calentamiento y mejor tacto. Para ello tiene un servofreno distinto, conductos hidráulicos más rígidos y elementos de fricción específicos para aguantar elsobrecalentamiento.
El ensanchamiento de las aletas ha incrementado 20 mm la anchura total de la carrocería. Dicho ensanchamiento permite alojar unos neumáticos 225/45 ZR 17.