El Alfa Romeo Giulia mide 4,64 metros de longitud, 1,86 metros de anchura y 1,46 metros de altura. Es decir, es un coche ancho para su longitud (más que un BMW Serie 3, Volkswagen Passat o Mercedes-Benz Clase C) y más bien bajo (el BMW y el Audi A4 lo son un poco más; ambos miden 1,43 metros). Es incluso más ancho que el Ford Mondeo, aunque no tanto como un Renault Talisman, si bien este tiene una longitud exterior 20 centímetros superior.

La distancia entre ejes es 2,82 metros, que es grande para la longitud y es 1 centímetros mayor a la de un BMW Serie 3 y dos menor que la de un Mercedes-Benz Clase C e idéntica a la de un Audi A4, que es el único de estos cuatro modelos que tiene tracción delantera. La suspensión es de paralelogramo deformable. La velocidad máxima oficial es alta para la potencia (ficha comparativa del Guilia de 150 caballos y algunos de sus rivales), lo cual significa que el factor de resistencia aerodinámica tiene que ser bueno (lo que sabemos, de momento, es que el coeficiente aerodinámico es muy bueno, 0,25).

Al menos con los motores Diesel de 150 y 180 caballos, el peso total del coche es el mismo (aún no tenemos datos de la versión de 136 CV), que es 1449 kg con cambio de marchas manual de seis relaciones y 1520 con el automático de ocho (ficha comparativa). Estos valores son inferiores a los de sus rivales de tamaño parecido y tracción trasera (ficha comparativa) y también es más ligero que los competidores de tracción delantera, que generalmente son de mayor longitud (ficha comparativa).

Para contener el peso, Alfa Romeo ha utilizado aluminio en los motores (bloque y culata), suspensión, pinzas de freno, puertas, pasos de rueda y capó. El árbol de transmisión es de fibra de carbono. En el caso de la versión deportiva de 510 caballos, hay algunas piezas de la carrocería que son de fibra de carbono, entre ellas el capó, el splitter delantero y el spoiler trasero.

Todos los motores están sobrealimentados mediante turbocompresor (dos para el motor de mayor potencia y uno para el resto). El motor Diesel, de 2,1 litros, es de nuevo desarrollo y está enteramente fabricado en aluminio —por primera vez en la historia de Alfa Romeo—, con técnica de inyección mediante conducto común con una presión máxima de inyección de 2000 bar y turbocompresor con álabes de geometría variable. El par motor de las versiones de 150 y 180 CV es 380 y 450 Nm respectivamente.

Los motores de gasolina, de cuatro cilindros y 200 y 280 caballos, también están fabricados íntegramente en aluminio, tienen distribución variable, turbocompresor de doble entrada y distribución por actuadores electrohidráulicos (el grupo Fiat denomina a esta tecnología Multiair y, básicamente, consiste en que introduce una serie de elementos intermedios entre la leva de admisión y la válvula, lo que hace que el movimiento de la válvula de admisión no esté directamente relacionado con el de la leva; información técnica de esta tecnología).