Le moteur de la Ferrari 12Cilindri est le dernier développement de l’emblématique V12 de Maranello, dans cette version développant 830 ch (comme la précédente 812 Competizione) pour un régime maximal de 9500 tr/min. La courbe de puissance garantit que 80 % du couple total soit déjà disponible à seulement 2500 tr/min, ce qui se traduit par une accélération instantanée pour une réponse maximale de l’accélérateur et une « sensation de puissance sans fin jusqu’à la ligne rouge ».
Pour permettre au V12 de tourner aussi haut, les ingénieurs ont travaillé à réduire le poids et l’inertie des composants du moteur, en adoptant des bielles en titane, qui garantissent un gain de 40 % en masse rotative par rapport à l’acier avec la même résistance mécanique. Un alliage d’aluminium différent a été utilisé pour les pistons, ce qui les rend plus légers que sur les applications précédentes. L’adoption d’un vilebrequin rééquilibré plus léger de 3 % a permis d’encore plus réduire le poids. Pour la toute première fois sur un moteur atmosphérique, une stratégie logicielle a été développée pour permettre de modifier le couple maximum disponible en fonction du rapport sélectionné, se traduisant par une sensation de reprises fluides et progressives à mesure que le rapport de transmission augmente. La Ferrari 12Cilindri arbore la boîte DCT à 8 rapports (Dual Clutch Transmission), qui avait été inaugurée sur la Ferrari SF90 Stradale. Cette solution offre des rapports de boîte de vitesses plus courts de 5 % sur les rapports inférieurs et une augmentation de 12 % du couple aux roues par rapport aux applications V12 précédentes, tout cela au bénéfice des performances longitudinales en accélération et lors des passages de vitesses (30 % plus rapides que les applications V12 précédentes). Au niveau des performances, la Ferrari 12Cilindri passe de 0 à 100 km/h en 2.9 secondes et de 0 à 200 km/h en moins de 7.9 secondes. La vitesse maximale est annoncée à plus de 340 km/h.