Los motores son de ocho cilindros en V, con bloque y culatas de aluminio. La culata de una bancada de cilindros es igual a la del motor de cuatro cilindros con Valvetronic (la otra es su imagen especular).

El sistema Valvetronic (artículo sobre este sistema) produce menos pérdidas por bombeo, una respuesta más rápida al acelerador y más capacidad para mezclar la gasolina y el aire cuando funciona a poca carga. El resultado práctico es un consumo muy inferior al de otros coches de cilindrada semejante. Tiene también distribución variable (tipo VANOS) en admisión y escape.

El sistema de admisión variable que tiene nunca se había usado en coches de serie. Se trata de un tubo extensible y curvo en su parte final, cuya longitud está continuamente controlada por la centralita del motor. En la posición más larga mide 673 mm; permanece con esa longitud hasta 3.500 rpm. A partir de ahí y a medida que sube el régimen, una pieza giratoria (con un recorrido máximo de 236°) recorta el tubo, cuya longitud mínima es 231 mm.

Hay dos versiones inicialmente: 735i y 745i; en ambos casos la velocidad máxima está limitada a 250 km/h. La primera tiene un motor de 3,6 litros de cilindrada, 272 CV (200 kW) de potencia máxima y 360 Nm de par máximo (curva de potencia). Con él, el 735i acelera de 0 a 100 km/h en 7,5 s y tiene un consumo medio de 10,7 l/100 km; el actual 735i de 235 CV tiene unos valores de 8,2 s y 12,1 l/100 km.

El 745i tiene 4,4 l de cilindrada, 333 CV ( 245 kW) de potencia máxima y 450 Nm de par máximo (curva de potencia). Por potencia, la comparación más adecuada de este motor no es el V8 de 4,4 litros que tiene ahora el Serie 7, sino el V12 de 5,4 l de cilindrada y 326 CV de potencia máxima. El nuevo 745i es más rápido que el antiguo V12 (6,3 s contra 6,8 de 0 a 100 km/h) y —sobre todo— gasta mucho menos: 10,9 l/100 km contra 13,9. A tenor de estas cifras, el nuevo 745i también aventaja al Mercedes S500 (V8, 5,0 l y 306 CV), que tiene una aceleración de 0 a 100 km/h de 6,5 s y un consumo medio de 13,4 l/100 km.