Η Ferrari 296 GTB συνδυάζει τον V6 2,9-λίτρων twin-turbo κινητήρα με περιεχόμενη γωνία 120 μοίρες, απόδοσης 663 ίππων στις 8.000 σ.α.λ και έναν ηλεκτροκινητήρα 167 ίππων, που αυξάνει την ιπποδύναμη στα 830 άλογα και την ροπή στα 740 Nm στις 6.250 σ.α.λ.
Ο κινητήρας που έχει τα turbo μέσα στο V για εξοικονόμηση βάρους, καλύτερο packaging και χαμηλότερο κέντρο βάρους, έχει όριο περιστροφής της 8.500 σ.α.λ, με τον ηλεκτροκινητήρα να αντλεί ενέργεια από μια μπαταρία 7,45 kWh, με το supercar να έχει ηλεκτρική αυτονομία 25 χλμ, με ταχύτητες έως 135 χλμ/ώρα.
Σύμφωνα με την Ferrari, ο V6 2,9-λίτρων twin-turbo κινητήρας βενζίνης θέτει νέο ρεκόρ απόδοσης για αυτοκίνητο παραγωγής με 221 άλογα ανά λίτρο. Τα 0-100 χλμ/ώρα έρχονται σε 2,9 δευτερόλεπτα, τα 0-200 χλμ/ώρα σε 7,3 δευτερόλεπτα, ενώ η τελική ταχύτητα αγγίζει τα 330 χλμ/ώρα. Στην πίστα της Ferrari στο Φιοράνο γυρίζει σε 1:21, 1,5 δευτερόλεπτα γρηγορότερα από την F8 Tributo, ενώ ακινητοποιείται από τα 200 χλμ/ώρα σε 107 μέτρα.