El motor de gasolina de 6 cilindros y 3,2 l de cilindrada es el mismo que lleva el nuevo Alfa 159. Una razón para reemplazar el antiguo 3,2 l V6 es que no cumple las normas anticontaminantes Euro 4.

La inyección es directa con mezcla homogénea (de ahí las siglas JTS, «Jet Thrust Stoichiometric»). Con este sistema de inyección se produce una mejor evaporación de la gasolina y la temperatura en la cámara de combustión es menor. Esto permite utilizar una relación de compresión elevada de 11,25 a 1. Emplea gasolina de octano 95.

Tiene cuatro válvulas por cilindro (33,4 mm de diámetro las de admisión y 28,4 las de escape) y dos árboles de levas por bancada. Sólo hay una bujía por cilindro.

La distribución es por cadena pero no de forma directa, sino que la cadena que es movida por el cigüeñal trasmite su movimiento a otras dos cadenas auxiliares, que son las que hacen girar los árboles de levas. Unos balancines de rodillos accionan las válvulas; los taqués son hidráulicos.

Tiene un sistema de distribución variable continua para admisión y escape llamado «Twin Phaser» que puede variar en hasta 50 grados la fase del árbol de levas; es la primera vez que Alfa Romeo utiliza este dispositivo en un motor de seis cilindros (hasta ahora lo hacía en los tetracilíndricos).

Tanto el bloque como la culata están hechos de aluminio. La bomba de la gasolina da una presión de 120 bar y está instalada en la culata.