Pour la première fois sur une voiture de route Ferrari, l'architecture de la 296 GTB se distingue par un moteur turbo 6 cylindres disposé selon un angle de 120° et couplé à un moteur électrique plug-in. Le V6, conçu et développé de A à Z pour la 296 GTB par les ingénieurs de Maranello, abrite les turbocompresseurs à l'intérieur du "V" : ceci, en plus d'apporter des avantages significatifs en termes de compacité, d'abaissement du centre de gravité et de réduction de la masse, favorise l'obtention de très hauts niveaux de puissance. Le nouveau V6 de Ferrari établit un record absolu pour une voiture de série en termes de puissance spécifique : 221 ch/l.
L'intégration du moteur électrique à l'arrière porte la puissance maximale de la 296 GTB à 830 ch, un chiffre exceptionnel dans la catégorie des berlinettes sportives à propulsion arrière, et augmente non seulement la facilité d’utilisation de la voiture dans la conduite quotidienne (lui permettant de parcourir 25 km en mode tout électrique), mais également le plaisir qu'elle peut procurer (grâce à la réponse immédiate et constante à la pédale d'accélérateur).