Sportowy styl w pełni oddawany jest za pomocą dwucylindrowej jednostki Superquadro o pojemności 955 cm3, która jest zgodna z normą emisji spalin Euro 5. Silnik ten jest niezwykle przyjazny podczas codziennego użytkowania, a zarazem mocny i pełny sportowego charakteru na torze wyścigowym. Oferuje on kierowcy maksymalną moc 155 KM przy 10 750 obr./min i maksymalny moment obrotowy na poziomie 104 Nm przy 9 000 obr./min. Osiągi dostarczane są w sposób gładki i przyjemny, jednak wciąż pozostają potężne oraz precyzyjnie kontrolowane – szczególnie na torze.

Silnik pełni funkcję elementu nośnego ramy. Dwa cylindry mają kąt rozwarcia 90°, a jednostka obrócona jest do tyłu, tworząc kąt 21° pomiędzy przednim cylindrem i osią poziomą. Technologia pompy olejowej pochodzi z silników wyścigowych MotoGP. Poziom sprężania wynosi 12,5:1, a pojemność 955 cm3 oraz nazwa Superquadro wynikają ze średnicy i skoku cylindra wynoszących 100 mm oraz 60,8 mm.

Kontrola luzów zaworowych przewidziana jest co 24 000 km, a przegląd powinien odbywać się co każde 12 000 km lub 12 miesięcy.

Rama Panigale V2 składa się z kompaktowej struktury monocoque o podwyższonej wytrzymałości, odlewanej z aluminium, która korzysta z silnika jako elementu nośnego konstrukcji. Rama monocoque zamontowana jest bezpośrednio do głowic, rozciąga się w przód do główki ramy, ale pełni też funkcję air-boxa.

Zawieszenie Panigale V2 zaczyna się od widelca Showa BPF o śr. 43 mm z pełną regulacją napięcia wstępnego oraz tłumienia kompresji i odbicia. Dopełnia go amortyzator skrętu Sachs. Z tyłu pracuje w pełni regulowany amortyzator Sachs. Zamontowany został z boku, aby zapewnić łatwy dostęp do regulacji. Za pomocą progresywnych dźwigienek kontroluje pracę jednostronnego, aluminiowego wahacza.

Przedni hamulec bazuje na wysokowydajnych zaciskach Brembo M4.32, montowanych radialnie. Pracują na tarczach o średnicy 320 mm. Panigale V2 wyposażone jest w zaawansowaną elektronikę, zaprojektowaną po to, aby pozwolić kierowcy wykorzystać jego osiągi w całkowicie bezpieczny sposób. Prawdziwe DNA motocykla sportowego jest również potwierdzone przez nowy standard opon Pirelli Diablo Rosso IV Corsa, które pomimo iście wyścigowego charakteru świetnie sprawdzą się również na drogach publicznych. 

Panigale V2 posiada pakiet nowoczesnej technologii i asystentów elektronicznych. Ich praca opiera się na 6-osiowym czujniku IMU, który bezustannie monitoruje pozycję i zachowanie motocykla. Ustawieniami elektronicznych asystentow zarządzają trzy tryby jazdy (Race, Sport, Street) z możliwością personalizacji. Informacje wyświetlają się na ekranie TFT 4,3”.

Bezpieczeństwo i pełna kontrola nad motocyklem są zawsze gwarantowane przez elektroniczne wyposażenie Panigale V2, oparte na wykorzystaniu 6-osiowej platformy IMU. Pakiet elektroniczny obejmuje ABS Cornering EVO, Ducati Traction Control (DTC) EVO 2, Ducati Wheelie Control (DWC) EVO, Ducati Quick Shift up/down (DQS) EVO 2, ale również Engine Brake Control (EBC) EVO, który pomaga kierowcy zoptymalizować stabilność w ekstremalnych warunkach.

Jako wyposażenie dodatkowe Ducati Performance, model Panigale V2 może zostać wyposażony w kolejne trzy systemy. Ducati Lap Timer GPS (DLT GPS) pozwala zapisywać czasy okrążeni w oparciu o GPS. Ducati Data Analyser + GPS (DDA+ GPS) jest zaawansowanym systemem do analizy telemetrii i pracy wszystkich układów i podzespołów motocykla. Z kolei Ducati Multimedia System (DMS) pozwala podłączyć motocykl do smartfona za pomocą Bluetooth, aby sterować muzyką, rozmowami, wiadomościami SMS.