Den videreutviklede front-/midtplassert AMG 6,3 liters V8-motoren gjør SLS AMG til en av de sterkeste i sitt segment. Denne V8-høyturtallsmotoren med 6208 kubikkcentimeter slagvolum er fullstendig oppgradert i forhold til AMG 6,3 liters V8-basismotoren. Den reagerer friskt på hver minste berøring av gasspedalen, og det gjennom hele turtallsregisteret, og viser klart de typiske egenskapene som kjennetegner en råsterk racerbilmotor.

Toppytelsen på 420 kW (571 hk) leveres ved 6800 omdreininger per minutt, og det maksimale dreiemomentet på 650 Newtonmeter når den 8-sylindrede sugemotoren ved 4750 omdreininger. Denne effekt-økningen var mulig takket være fullstendig nyutvikling av innsugningsanlegget og oppgradering av ventildriften og kamakslene. Bruk av to strømningsoptimerte grenrør og friere flyt i eksosanlegget bidrar til å sikre en betydelig forbedret sylinderfylling, som i sin tur fører til en enorm effektutfoldelse. I tillegg er motorvekten, til tross for økt belastning, redusert til 206 kilo ved hjelp av målrettede vektoptimeringstiltak. Når det gjelder vekt-effekt-forholdet inntar AMG 6,3 liters V8-motoren dermed en lederposisjon i forhold til konkurrentene.

SLS AMG akselererer fra null til hundre på 3,8 sekunder og videre til en topphastighet på 317 km/t.

Takket være omstilling til tørrsumpsmøring er drivverket lavere plassert i bilen. Det gir den et lavere tyngdepunkt og utpreget sportslige kjøreegenskaper og suveren kjøredynamikk.