Le moteur entièrement conçu par Volkswagen est un moteur avec cylindres en W à 16 cylindres 64 soupapes composé de deux V8 assemblés à 90° et de 7 993 cm³ de cylindrée alimentés par quatre turbocompresseurs, 118 chevaux fiscaux. La puissance est de 1 001 chevaux à 6 000 tr/min. Le passage de 0 à 100 km/h se fait en 2,5 secondes, de 0 à 200 km/h en 7,3 secondes, et de 0 à 300 km/h en 16,7 secondes. La transmission fait appel à une boîte (Volkswagen) à sept rapports. La Veyron est équipée de 4 roues motrices.
