La generazione di motori Exeo include una serie di innovazioni tecnologiche che sono un notevole passo in avanti per dinamica, prestazioni e sostenibilità. Tutti i motori Exeo sono ora ad albero a camme con trasmissione a catena invece che a cinghia, come per la serie precedente, comportando così molta meno manutenzione.
I motori a benzina sono a iniezione diretta con sovralimentazione turbo 2.0 TSI da 200 CV per accelerare la vettura da 0 a 100 km/h in soli 7,3 secondi e raggiungere una velocità massima di 235 km/h. Vi è poi la versione 2.0 TDI CR da 143 CV Multitronic (trasmissione a variazione continua), totalmente automatica o con possibile funzionamento manuale a 7 marce inseribili con comandi al volante. Tutti i tre motori diesel sono modernissimi 2.0 TDI CR con filtro antiparticolato (DPF) per ridurre le emissioni.
Il Common Rail ad altissima precisione rende questi motori più silenziosi, leggeri ed efficienti, mentre la tecnologia di iniezione diretta combinata alla sovralimenzione turbo di ultima generazione garantisce velocità e coppia eccezionali. Tutte le motorizzazioni soddisfano i requisiti della norma Euro 5 sulle emissioni, senza compromettere l'elevata potenza del motore grazie al sistema di controllo della trazione (TCS).