XDiavel V4 jest wyposażony w silnik V4 Granturismo o pojemności 1158 cm³, który został poprawiony pod względem osiągów, dynamiki oraz przyjemności z jazdy. Dzięki zaawansowanej technologii wału przeciwbieżnego, podobnie jak w motocyklach Ducati startujących w MotoGP, zmniejsza on efekt żyroskopowy, zwiększając zwinność. W modelu XDiavel V4 silnik wyróżnia się czarnym, błyszczącym wykończeniem – unikalnym wśród silników Ducati V4.

Potężny silnik o mocy 168 KM, bogaty w moment obrotowy w całym zakresie pracy (z maksymalną wartością momentu obrotowego wynoszącą 126 Nm przy 7 500 obr./min), jest jednocześnie niezwykle lekki i kompaktowy, V4 Granturismo (wywodzący się z Desmosedici Stradale z Panigale V4 i Streetfightera V4) jest płynny, przewidywalny i łatwy w użytkowaniu nawet przy najniższych prędkościach. Charakteryzuje się również niskimi kosztami eksploatacji (kontrola luzów zaworowych została zaplanowana w interwałach co 60 000 km) i jest wydajny pod względem zużycia paliwa oraz emisji CO2 dzięki rozszerzonemu systemowi dezaktywacji, który wyłącza tylny rząd cylindrów nie tylko wtedy, gdy pojazd jest nieruchomy, ale także podczas jazdy na niskich obrotach w warunkach zmniejszonego obciążenia silnika.

Kolejność zapłonu Twin Pulse, wraz z układem wydechowym opracowanym z dużą dbałością o jakość dźwięku, jednoznacznie charakteryzuje barwę dźwięku V4 Granturismo w modelu XDiavel V4. Rozszerzony system dezaktywacji tylnych cylindrów, który pozwala silnikowi pracować jako dwucylindrowy lub czterocylindrowy z nieodczuwalnym przejściem dzięki swojej stopniowości, powoduje zmianę tonu dźwięku wydechu podczas przełączania się między trybami. Głębszy dźwięk, o niższych częstotliwościach, charakteryzuje V4 Granturismo, gdy aktywne są tylko dwa przednie cylindry, natomiast częstotliwości stają się wyższe, gdy pracują wszystkie cztery.

Kierowca może cieszyć się komfortem niskiego siedzenia (770 mm od podłoża) oraz kierownicą cofniętą i obniżoną w porównaniu do XDiavela 1260, co znacznie ułatwia manewrowanie motocyklem. Komfort został znacząco poprawiony dzięki tylnemu zawieszeniu o zwiększonym skoku o 25 mm w porównaniu do XDiavela 1260 oraz przede wszystkim szerokiemu, dobrze wyprofilowanemu i grubszemu siedzeniu. Pasażer ma również do dyspozycji bardziej przestronne (+30% szerokości, +50% długości) i wygodniejsze (+25 mm grubości) siedzisko oraz uchwyt pasażera montowany w standardzie.

Osoby preferujące bardziej dynamiczną pozycję jazdy mogą przesunąć podnóżki do tyłu dzięki specjalnemu zestawowi dostępnym w katalogu akcesoriów. XDiavel V4 może stać się również zadziornym jednoosobowym motocyklem po wyposażeniu go w dodatkową nakładkę siedzenia pasażera.

Ekscytujące osiągi silnika V4 Granturismo łączą się z nieoczekiwaną zwrotnością i dynamiką dla motocykla tego typu, co przekłada się na przyjemność z jazdy i bezpieczeństwo w każdej sytuacji. Masa własna XDiavela V4 to 229 kg, co oznacza oszczędność 6 kg w porównaniu do XDiavela 1260 S, dzięki lekkości silnika V4 Granturismo i ukierunkowanym zmianom na wielu elementach motocykla. Motocykl jest wyposażony w pełni regulowane zawieszenie przednie typu upside-down z goleniami o średnicy 50 mm oraz tylny, również regulowany monoshock.

Rezultatem wprowadzonych zmian jest motocykl zdolny do generowania zapierającego dech w piersiach przyspieszenia i bezpiecznego hamowania. Osiągi 168-konnego silnika V4 Granturismo, w połączeniu z tylną oponą 240/45 i dedykowanymi przełożeniami, pozwalają na przyspieszenie od 0 do 100 km/h w mniej niż 3 sekundy, z naprawdę imponującą siłą ciągu. Układ hamulcowy z tarczami o średnicy 330 mm i zaciskami Brembo Stylema z przodu, zapewnia rekordowe rezultaty, typowe dla motocykli wyścigowych. Taka efektywność jest możliwa do osiągnięcia dzięki bardzo dopracowanej kalibracji systemu ABS, co zwiększa bezpieczeństwo w każdych warunkach.

Kierowca może w pełni wykorzystać osiągi XDiavela V4 dzięki kompletnemu i skutecznemu pakietowi elektronicznemu. Model ten oferuje trzy tryby mocy oraz cztery tryby jazdy: Sport, Touring, Urban i Wet, dzięki którym kierowca, w zależności od sytuacji i własnych preferencji, może dostosować sposób dostarczania mocy silnika oraz działanie systemów wspomagających jazdę – Ducati Traction Control, Ducati Wheelie Control i ABS Cornering.

Tempomat sprawia, że podróże autostradą są bardziej relaksujące, a system Ducati Quick Shift działający w górę i w dół, pochodzący z nowego Panigale V4, sprawia, że obsługa skrzyni biegów jest bardziej efektywna w sportowej jeździe. Dodatkowo system Launch Control gwarantuje błyskawiczne starty, gdy chce się w pełni wykorzystać możliwości przyspieszenia XDiavela V4.

Kierowca może zarządzać wszystkimi systemami elektronicznymi za pomocą podświetlanych przycisków na kierownicy oraz nowego 6,9-calowego kolorowego wyświetlacza TFT o proporcjach 8:3, który po raz pierwszy wprowadzony został w Panigale V4. Ekran oferuje również łączność Bluetooth za pośrednictwem aplikacji Ducati Link, umożliwiającą sparowanie smartfona w celu odbierania połączeń, wiadomości i muzyki lub korzystania z systemu nawigacji Turn-by-turn (dostępnego jako akcesorium). Szkło ochronne wykorzystuje technologię Optical Bonding, aby zapewnić optymalną czytelność na czarnym tle nawet w ciągu dnia.