Mercedes-AMG GT R sử dụng động cơ V8, tăng áp kép, dung tích 4.0 lít, sản sinh công suất tối đa 577 mã lực và mô-men xoắn cực đại 700 Nm. Động cơ kết hợp cùng hộp số thể thao ly hợp kép 7 cấp giúp siêu xe Mercedes-AMG GT R có thời gian tăng tốc từ 0-96 km/h chỉ trong khoảng thời gian 3,5 giây và đạt vận tốc tối đa 318 km/h.