捷豹XKR-S搭载了一台与之前XKR、XFR相同的一台型号为AJ-V8 Gen III的5.0升机械增压发动机，也同样采用缸内直喷和可变气门正时技术，但不同的是现在最大功率已经提高到550马力，最大扭矩达到680N·m。