El Brera mide 4.413 mm de largo, 1.830 mm de ancho y 1.372 mm de alto, con lo que es algo más corto, más alto y más ancho que un Alfa Romeo GT. La medida más singular es la anchura ya que de entre todos los cupés con motor delantero de 4,20 a 4,60 m, no hay ninguno que sea más ancho (con motor central o trasero sí).

Como el GTV, y a diferencia del GT y otros cupés anteriores de Alfa Romeo, el Brera tiene 2+2 plazas, es decir, los asientos traseros son más pequeños de lo normal. El maletero tiene una capacidad de 300 l.

Una de las características de esta carrocería es que puede tener un techo de cristal fijo (laminado). Para proteger a los ocupantes del sol, hay una cortinilla en el interior dividida en tres secciones que se pueden desplazar longitudinalmente mediante un mando eléctrico.

La suspensión es similar a la del 159. Delante tiene un sistema de triángulos superpuestos (que figuradamente forman un paralelogramo deformable). La trasera también es de paralelogramo deformable, pero con un sistema multibrazo.

La versión 3.2 JTS tiene tracción total («Q4»). El diferencial central es un Torsen (de tipo T-3 o C), llamado «Twin Diff» porque integra el diferencial delantero (que no es Torsen) y el central (que sí lo es), lo que ahorra espacio y peso. El diferencial delantero tiene un efecto autoblocante del 20 por ciento; el central tiene un 35 por ciento en tracción y 45 en retención.

Este diferencial central hace una reparto continuo de la fuerza del motor de manera que, cuando todas las ruedas tienen la misma adherencia, las delanteras hacen el 43 por ciento de la fuerza y las traseras el 57. Los frenos son de mayor tamaño en el modelo más potente.

Motor 3.2 V6

El motor de gasolina de 6 cilindros y 3,2 l de cilindrada es el mismo que lleva el 159. Tiene inyección 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 accionado 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.