Wie beim GT86 ist der Boxermotor mit gegenüberliegenden Zylindern ein entscheidendes Merkmal des neuen GR 86. Der 16-Ventil-Vierzylinder mit zwei obenliegenden Nockenwellen ist ein wichtiger Faktor für den niedrigen Schwerpunkt des Fahrzeugs. Zum Einsatz kommt der gleiche Zylinderblock wie beim Vorgänger, der Hubraum wurde jedoch von 1.998 auf 2.387 cm³ vergrößert. Dies wurde durch eine Vergrößerung des Bohrungsdurchmessers von 86 auf 94 Millimeter erreicht. Bei einem unveränderten Verdichtungsverhältnis von 12,5:1 steigt die Leistung damit um rund 17 Prozent von 147 kW/200 PS auf 172 kW/234 PS. Dadurch beschleunigt der neue GR 86 in 6,3 Sekunden von null auf 100 km/h (6,9 Sekunden mit Automatikgetriebe) – und damit um mehr als eine Sekunde schneller als sein Vorgänger. Die Höchstgeschwindigkeit beträgt 226 km/h mit manueller Schaltung und 216 km/h mit Automatikgetriebe.

Das Drehmoment wurde ebenfalls erhöht, wobei der Motor so abgestimmt wurde, dass die maximalen 250 Nm früher zur Verfügung stehen – bereits bei 3.700 U/min im Vergleich zu 205 Nm bei 6.600 U/min im GT86. Dies trägt zu einer gleichmäßigen, kraftvollen Beschleunigung bis in den hohen Drehzahlbereich bei. Die Drehmomentabgabe ist bei den Ausführungen mit Schalt- und Automatikgetriebe identisch.