Sercem Panigale V4 R jest nowy silnik Desmosedici Stradale R o pojemności 998 cm3, zdolny do osiągnięcia maksymalnej prędkości obrotowej wynoszącej 16 500 obr./min na szóstym biegu i zapewniający maksymalną moc 218 KM przy 15 500 obr./min. Są to wartości absolutnie wzorcowe w ofercie motocykli supersportowych o tej samej pojemności skokowej.
Pełen potencjał silnika pozwala odblokować wyścigowy wydech przeznaczony do użytku na torze, który podnosi moc do 237 KM, a także specjalnego oleju, opracowanego przez Shell we współpracy z Ducati Corse. Mieszanka o wysokiej wydajności gwarantuje 10% redukcję tarcia mechanicznego i prowadzi do wzrostu mocy maksymalnej o kolejne 4,5 KM. Maksymalna moc Panigale V4 R może zatem osiągnąć wartość 240,5 KM w konfiguracji torowej. Ta nadzwyczajna wartość jest możliwa dzięki zastosowaniu technologii wywodzących się wprost ze świata najwyższych serii wyścigowych.