動(dòng)力系統(tǒng)來(lái)自于代號(hào)為2UR-GSE的5.0升V8缸內(nèi)直噴自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)。為了達(dá)到更高的性能，發(fā)動(dòng)機(jī)是由雷克薩斯與雅馬哈合作開(kāi)發(fā)的，雖然這個(gè)系列的發(fā)動(dòng)機(jī)并不是最新研制的，但在RC F上許多方面都進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，其中包括鈦合金氣門(mén)，鍛造連桿，優(yōu)化的進(jìn)排氣系統(tǒng)，壓縮比提升至12.3:1。它的最大功率為477馬力（351千瓦），最大扭矩為530牛·米，性能參數(shù)相比IS F提升了12%。
另一方面，這款車的排氣聲浪也經(jīng)過(guò)特殊的調(diào)校，在巡航駕駛時(shí)整輛車非常安靜，但在急加速或切換到SPORT+模式后，排氣聲立刻變得十分渾厚有力，能給駕駛者帶來(lái)非常激動(dòng)人心的體驗(yàn)，這一點(diǎn)對(duì)于跑車來(lái)說(shuō)也是非常重要的。
在保證動(dòng)力的同時(shí)，這款發(fā)動(dòng)機(jī)在燃油經(jīng)濟(jì)性方面也下了不少功夫。為了保證動(dòng)力的銜接以及足夠的舒適性，這款車并沒(méi)有采用目前流行的關(guān)閉氣缸技術(shù)和自動(dòng)啟停技術(shù)，而是獨(dú)特的引入了阿特金森循環(huán)設(shè)計(jì)。在巡航行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)從奧托循環(huán)接環(huán)變?yōu)榘⑻亟鹕h(huán)，控制進(jìn)氣門(mén)延遲關(guān)閉，使得部分已經(jīng)進(jìn)入氣缸的空氣回流至進(jìn)氣歧管，從而減小泵氣損失、提高熱效率。
與發(fā)動(dòng)機(jī)搭配的是來(lái)自愛(ài)信的8速SPDS手自一體變速箱，變矩器能夠在2-8檔提供全速域鎖止功能，在液力變矩器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)剛性連接，提升傳動(dòng)效率。變速箱還具備換擋撥片功能，手動(dòng)模式響應(yīng)速度很快，換擋動(dòng)作能夠在0.1秒內(nèi)完成。
動(dòng)力系統(tǒng)擁有四種駕駛模式，分別是經(jīng)濟(jì)、標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)。在不同模式下發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力響應(yīng)速度和變速箱的換擋邏輯有所不同，車輛動(dòng)態(tài)綜合管理系統(tǒng) (VDIM) 也就是車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)對(duì)車輛的限制也會(huì)做出調(diào)整。
