Renault monta en el Avantime el mismo motor V6 que tiene el Laguna, de momento con caja de cambios manual de seis velocidades. Tiene 3,0 litros de cilindrada, y 207 CV de potencia a 6.000 rpm. Este motor está desarrollado por Renault PSA y es estructuralmente el mismo que monta el Renault Clio Sport V6 y que tenía el prototipo del Avantime.

Con este motor, alcanza 220 km/h de velocidad máxima, 15 km/h menos que el Laguna. La resistencia aerodinámica del Avantime es grande (0,87 m²), dado que el Cx no es particularmente bajo y la superficie frontal, muy amplia. Acelera de 0- 100 km/h en 8,6 segundos y el consumo medio es 11,3 litros cada 100 km; los dos factores están perjudicados por el peso (un Laguna con el mismo motor hace 8,1 s y gasta 10,1 l/100 km).

La turbina es de doble flujo (como en algunos Volvo). La entrada de gases de escape hacia la turbina está dividida en dos; una conectada a los cilindros 1 y 4, y la segunda conectada a los cilindros 2 y 3. En condiciones normales solo los gases de dos cilindros mantienen la turbina girando, a plena carga se aprovechan los gases de los otros dos. Este turbocompresor alcanza un régimen de 190.000 rpm.Posteriormente, el Avantime tendrá otro motor de gasolina, con 2,0 litros de cilindrada y turbocompresor. Este motor está basado en el bloque tipo F que usa Renault en otro muchos modelos, pero con un 70% de las piezas modificadas. Alcanza 165 CV de potencia máxima y 250 Nm de par entre 2.000 y 4.250 rpm.

Renault ha instalado en este turbocompresor una pequeña bomba eléctrica que permite enviar flujo de agua incluso cuando el motor está parado, para así evitar la carbonización del aceite en el eje del turbocompresor. En algunas zonas, la temperatura alcanza 1.000°.

En un principio, los dos motores se venderán con caja manual de 6 velocidades, aunque un poco más adelante existirá la posibilidad de acoplarlos a nuevas cajas automáticas de seis velocidades. Renault no ha dicho nada de Diesel, de momento.