Lo stile della 156 porta la firma di Walter De Silva, al pari di molte Alfa degli anni Novanta (145, 146, 166, 147...). La vettura abbandona completamente lo stile spigoloso e a cuneo della 155, in favore di una linea più dolce composta da linee tese e raccordi ad ampio raggio. Una caratteristica particolare è data poi dallo spostamento delle maniglie delle portiere posteriori in una posizione integrata con i finestrini laterali, tale da renderne difficile l'individuazione ad un primo sguardo.
Anche gli interni portano in dote la stessa evoluzione stilistica degli esterni: linee molto morbide caratterizzano l'intera plancia e due grandi elementi circolari costituiscono il cruscotto di fronte al pilota, affiancato da tre piccoli strumenti circolari presenti sulla consolle centrale. Come già sulle Alfa più recenti (145, 146, 155, 164, GTV, Spider), anche sulla 156 il volante incorpora l'airbag e, in optional, può avere la corona in legno. L'ultima versione della prima serie fu la Limited Edition che si distingueva, oltre che per il particolare colore grigio/azzurro metallizzato, anche per l'interno in pelle nera Momo, il volante e il pomello cambio in pelle, la strumentazione con fondini neri e cifre rosse, la consolle in simil-carbonio, le minigonne e i cerchi da 16" a motivi lenticolari (gli stessi del pack sport) con pneumatici 205/55 R16. È stata prodotta solo nelle motorizzazioni 1.9Jtd e 1.8 TS nel 2001.
Nel 2002, l'Alfa aggiorna la 156 in alcuni dettagli. Per quanto riguarda gli interni, viene modificata leggermente la parte centrale della plancia che, in alto, si arricchisce di un computer multifunzione. All'esterno, viene allargata la disponibilità di colori e alcuni particolari, prima neri, vengono verniciati in tinta carrozzeria (specchi esterni e modanature paracolpi sui paraurti).
Nel giugno 2003 entra in scena la seconda serie della 156. La linea esterna subisce un restyling ad opera di Giugiaro, che anticipa, in qualche forma, quello che sarà il design della successiva 159 (affidato allo stesso designer).
Sul piano tecnico, la 156 si caratterizza soprattutto per l'adozione all'avantreno di uno schema di sopensioni a quadrilatero alto, accoppiato ad un MacPherson al retrotreno. Come già accennato, la 156 viene offerta con la sola trazione anteriore e con motore trasversale, ma nel 2004 vengono introdotte due versioni a trazione integrale, sempre e solo abbinata al motore 1.9 Multijet da 150 cavalli: una (la 156 Sportwagon 1.9 JTDm Q4) con caratterizzazione più stradale; l'altra (la 156 Crosswagon 1.9 JTDm Q4) caratterizzata in senso fuoristradistico, con assetto rialzato e specifiche protezioni anti-urto.
Per quanto riguarda i motori a gasolio, la 156 introduce, per la prima volta al mondo e precedendo di qualche settimana la Mercedes-Benz Classe C, un motore turbodiesel a iniezione diretta common rail (brevetto di Fiat sviluppato insieme al Politecnico di Bari e poi ceduto alla Bosch per la sua industrializzazione). Nella storia commerciale della 156, vengono resi disponibili due turbodiesel common rail: un 4 cilindri da 1,9 litri e un 5 cilindri da 2,4 litri. I livelli di potenza di entrambi crescono gradualmente nel corso del tempo, anche in funzione dello sviluppo motoristico che vede, nel 2003, il passaggio dall'iniziale iniezione Unijet all'iniezione Multijet (associata a una distribuzione a quattro valvole per cilindro), la quale permette iniezioni di gasolio multiple per ogni combustione, migliorando prestazioni e consumi.
Così come è stato per la 155, anche la 156 è stata impiegata in numerosi campionati sportivi. In particolare, è nel campionato Italiano Turismo e nel campionato Europeo Turismo (ETCC) che ottiene i maggiori successi, tra cui 4 titoli europei consecutivi: nel 2000, nel 2001 e nel 2002 guidata da Fabrizio Giovanardi e nel 2003 ad opera di Gabriele Tarquini. Ancora nel 2004, malgrado la mancata vittoria del titolo piloti e di quello costruttori, l'AutoDelta è la scuderia con il maggior numero di punti. L'anno successivo, ossia nel 2005, l'Alfa prende parte al nuovo Campionato del Mondo Turismo (WTCC) e, ancora, la 156 riesce a conquistare la seconda posizione nel campionato costruttori, con un'auto che ormai conta ben 8 anni sulle spalle. Purtroppo, a fine campionato, invece di puntare all'inserimento di una nuova vettura che potesse continuare a raccogliere i successi della 156, l'Alfa Romeo decide di ritirarsi dal campionato quale team ufficiale. Per il 2006 e il 2007 rimangono ancora le 156 preparate dalla AutoDelta, ma con una competitività non più supportata ufficialmente dallo sviluppo della Casa e che, naturalmente, va scemando nei confronti di avversarie più moderne quali Bmw, Seat e Chevrolet. Le Alfa 156 che ha corso nel ETCC e nel WTCC corrispettivamente con i nomi 156 GTA e 156 Super 2000 avevano una potenza di 275 cavalli con un regime massimo di rotazione di 8.500 rpm, trazione anteriore, cambio sequenziale a 6 marce con innesti Hewland e una dieta di peso a base di carbonio. L'Alfa 156 ha preso parte, con numerosi successi, anche al Campionato Italiano Superturismo, vincendolo nel 1998 e nel 1999 con Fabrizio Giovanardi alla guida.