Panigale V2 S napędzane jest nowym silnikiem V2 90° o pojemności 890 cm3 i mocy 120 KM, ze zmiennymi fazami rozrządu oraz homologacją Euro5+. Jego masa wynosi zaledwie 54,5 kg (-9,4 kg w porównaniu do jednostki Superquadro, którą zastępuje), co czyni go najlżejszym dwucylindrowym silnikiem kiedykolwiek wyprodukowanym przez Ducati. Krzywa momentu obrotowego, z 70% maksymalnej wartości dostępnej już przy 3000 obr./min, zapewnia ekscytującą jazdę. Do użytku na torze możliwe będzie zamontowanie wyścigowego wydechu, który zwiększa maksymalną moc do 126 KM, przy jednoczesnej redukcji masy o 4,5 kg.

Panigale V2 S jest przyjemnym i precyzyjnym motocyklem do jazdy sportowej, zwłaszcza dzięki masie wynoszącej 176 kg (w stanie gotowym do jazdy, bez paliwa). Posiada trzy tryby mocy: High, Medium i Low, który ogranicza moc do 95 KM. Panigale V2 S jest również dostępne w wersji 35 kW dla posiadaczy prawa jazdy kategorii A2.

Rama nowego V2 to lekki i wydajny monocoque, który wykorzystuje silnik jako element nośny. Dwustronny wahacz jest inspirowany konstrukcją Hollow Symmetrical Swingarm z Panigale V4 i oferuje te same korzyści pod względem stabilności podczas wychodzenia z zakrętów oraz wyczucia podczas jazdy na torze, gdzie kierowca może w pełni wykorzystać możliwości nowoczesnych opon typu slick. Zawieszenie jest w pełni regulowane, aby umożliwić kierowcy spersonalizowanie ustawień. Panigale V2 S jest wyposażone w zestaw zawieszenia marki Öhlins, a także akumulator litowo-jonowy. 

Nowe koła wykonane z lekkich stopów są wyposażone w opony Pirelli Diablo Rosso IV w rozmiarze odpowiednio 120/70 z przodu i 190/55 z tyłu, które zwiększają sportowe właściwości. Przedni układ hamulcowy Brembo składa się z dwóch tarcz o średnicy 320 mm i monoblokowych zacisków M50, nieprawdopodobnie efektywnych podczas użytku na torze i jednocześnie oferujących przyjazną modulację na drogach publicznych.

Panigale V2 S wyposażone jest w sześcioosiową platformę inercyjną IMU, wspierając w ten sposób kompletny i skuteczny pakiet elektroniki, zwiększający bezpieczeństwo na drodze i osiągi na torze. Pakiet elektroniki obejmuje sportowy ABS Cornering z funkcją slide-by-brake, Ducati Traction Control, Ducati Wheelie Control, Engine Brake Control i nowy Ducati Quick Shift 2.0 – ten sam system używany jest w nowym Panigale V4 i znajduje się na liście standardowego wyposażenia.

Kierowca może natychmiast zmienić zachowanie motocykla, wybierając jeden z czterech dostępnych trybów jazdy – Race, Sport, Road oraz Wet, które oferują wstępnie ustawione poziomy interwencji, które mogą być modyfikowane przez użytkownika. W ten sposób, za jednym naciśnięciem przycisku, możliwe jest dostosowanie Panigale V2 do preferencji kierowcy i różnych sytuacji podczas jazdy.

Nowy, 5-calowy wyświetlacz TFT posiada interfejs wywodzący się z nowego Panigale V4. Trzy różne widoki (Road, Road Pro i Track) zostały zaprojektowane tak, aby umożliwić kierowcy pełną koncentrację na jeździe, eksponując najbardziej istotne informacje. Interfejs integruje informacje, aby poprawić czytelność danych. Na przykład obrotomierz działa również jako wskaźnik zmiany biegu, podświetlając się na zielono przy idealnych obrotach do zmiany biegu na wyższy i na czerwono, gdy osiągnięte zostaną zbyt wysokie obroty.