Grazie ai suoi 780cv, il motore V8 turbo che equipaggia la SF90 Stradale sposta ancora una volta più in alto il limite prestazionale raggiungibile da questa architettura. Il punto di partenza è il motore della famiglia F154 che è appena stato nominato, per il quarto anno consecutivo, International Engine of the Year, un risultato mai raggiunto prima da nessun altro propulsore. Insieme alla potenza massima specifica di 195 cv/l, il più alto in assoluto nel segmento, l'unità vanta anche una coppia massima di 800 Nm a 6000 giri/min.
Per ottenere questo straordinario risultato, i tecnici Ferrari sono intervenuti su più aree del motore, cominciando con un incremento di cilindrata da 3902 cc a 3990 cc grazie all'alesaggio portato ora a 88 mm. L'impianto di aspirazione e scarico è stato completamente riprogettato con una nuova testata di larghezza ridotta con l'iniettore posizionato centralmente e l'adozione, per la prima volta sul V8 Ferrari, del GDI a 350 bar.
Per migliorare la fluidodinamica interna, oltre all'impiego della valvola d'aspirazione di diametro maggiorato, il layout assume ora una configurazione in cui tutti i condotti sono pressoché allineati in orizzontale all'altezza delle teste motore: il gruppo turbocompressore è stato abbassato, mentre la linea di scarico è stata portata più in alto, come testimoniano i terminali nella parte alta del paraurti. I turbo adesso sono equipaggiati con valvola wastegate a controllo elettrico per migliorare il riscaldamento dei catalizzatori e nuove volute compressore.