Le V12 de 6 262 cc, incliné à 65° et à injection directe 200 bars offre des performances inégalées pour un moteur à aspiration naturelle 12 cylindres en termes de puissance et de régime. Sa puissance maximale est de 740 CV à 8 250 tr/min, pour une puissance de sortie spécifique de 118 CV/l, un record pour ce type de moteur. Le couple maximal de 690 Nm, disponible à 80 % dès 2 500 tr/min offre une réactivité et une reprise impressionnantes.

Des progrès exceptionnels ont été réalisés en termes de consommation et d'émissions de CO2. Tous deux ont été réduits de 30 % pour atteindre respectivement 15 l/100 km et 350 g/100 km, ce qui fait de la F12berlinetta une référence sur ce segment.

L'empattement a été raccourci, le moteur et le siège conducteur ont été abaissés et l'arrière rendu plus compact grâce à la nouvelle configuration des suspensions et de la boîte de vitesses. La F12berlinetta est ainsi plus courte, plus basse et plus étroite que le coupé V12 précédent. La répartition du poids est idéale (54 % à l'arrière) et le centre de gravité a été abaissé et déplacé vers l'arrière du châssis.