Tiene un motor V12 a 65°, con 5.998 cm³ de cilindrada y 660 CV a 7.800 rpm de potencia máxima; el límite de régimen es 8.200 rpm. Está fabricado íntegramente de aluminio y situado en posición central trasera. Es más compacto y un 30 por ciento más ligero que el motor del F-50, a pesar de tener una cilindrada superior (5.998 frente a los cm³ 4.698 del F-50). La relación de compresión es muy alta: 11,2 a 1 (aunque no tanto como la de un BMW M3; 11,5 a 1 ).

El par máximo es 657 Nm a 5.500 rpm. Por tanto, el par específico es casi 110 Nm por litro de cilindrada, que es mucho (un BMW M3: 112 Nm por litro de cilindrada). A 3.000 rpm da 520 Nm, un 79% del par máximo.

Tiene cuatro válvulas por cilindro con empujadores hidráulicos. Tanto el sistema de admisión como el de distribución son variables. El de admisión consiste —como en el motor Ferrari de Fórmula 1— en unas trompetas telescópicas que varían su longitud mediante un sistema hidráulico. Un sistema parecido tenía el motor del Mazda 787B que ganó las 24 horas de Le Mans en 1992.

El acelerador es electrónico, lleva una bobina para cada cilindro y tiene seis sensores de detonación. Según Ferrari: «El combustible requerido es Shell de 95 octano RON». Que sea Shell se debe a la relación entre las dos marcas, pero es muy llamativo que sólo necesite octano 95.

La relación entre peso y potencia es 2,06 kg/CV. Alcanza 100 km/h en 3,65 segundos, 200 km/h en 9,5 segundos y el kilómetro con salida parada en 19,6 segundos. El F50 aceleraba hasta 100 km/h en 3,87 segundos y los mil metros los hacía en 21,7 segundos.

Existen pocos coches con una relación peso potencia tan favorable como el Enzo. Un Pagani Zonda tiene 2,27 kg/CV, que permite una aceleración de 0 a 100 km/h en 3,7 segundos. Es posible encontrar algunos con mejores prestaciones, como el Koenisegg CC, que tiene una relación peso potencia de tan sólo 1,83 kg/CV y tarda sólo 3,5 segundos en acelerar hasta 100 km/h.

El embrague (bidisco) es automático y lo mueve un sistema electrohidráulico. El cambio también tiene mando electrohidráulico y seis velocidades. Los cambios de marcha se ejecutan mediante dos levas de fibra de carbono situadas detrás del volante. No se mueven con el giro del volante, pero son lo suficientemente grandes para poder manejarlas cuando la dirección está muy girada, sin necesidad de quitar las manos del volante. Un indicador digital en el cuentarrevoluciones informa al conductor de la marcha que tiene engranada en ese momento. Ferrari no ha previsto una modalidad de cambio automático, sin necesidad de accionar las levas.

El principal objetivo de Ferrari ha sido reducir el tiempo entre cambio y cambio de marcha; es más rápido que el de un 355 F1. En el mejor de los casos el Enzo puede cambiar en 0,150 milisegundos.

Tiene dos modalidades de funcionamiento «Sport» y «Race», que se distinguen por la velocidad con que cambia. Una función especial del «Race» es el llamado «control de salida», que funciona si se desconecta el control de tracción. Consiste en que el conductor pisa el freno, engrana la primera y acelera hasta que alcanza el régimen deseado; cuando levanta el pie del freno, el embrague acopla el motor al cambio.