身為史上最強大的E-Class，Mercedes-AMG E 63 4MATIC+最讓人興奮的莫過於是引擎蓋下的動力心臟，搭載與AMG GT系出同源的4.0升雙渦輪增壓V8汽油引擎，同樣導入「hot inner V」設計，意即為將渦輪增壓系統設置於V8缸體夾角內空隙處，並透過渦輪本體、排氣岐管中雙獨立排氣管道設計後，提升了渦輪效率，不僅幾乎消弭了渦輪遲滯現象，更讓猛爆的扭力可於低轉速時全數發揮。搭配上壓電式噴油系統、全鋁曲軸箱等技術導入，讓最大扭力750Nm可於2250~5000rpm轉速區間全數湧現，最大馬力更直上571hp/5750~6500rpm水準。

Mercedes-AMG E 63 4MATIC+所搭配的AMG SPEEDSHIFT MCT九速變速箱，首度導入多片濕式離合器設計，進一步縮短換檔時間，更針對Mercedes-AMG E 63 4MATIC+輸出特性，優化零件強度與電腦控制軟體，可以實現快速連續降檔動作以外，並以多片式離合器設計取代傳統變速箱的扭力轉換器裝置，有效減輕變速箱重量，讓Mercedes-AMG E 63 4MATIC+可於3.5秒的須臾瞬間完成0-100km/h加速過程，安全極速則限制於250km/h階段。