Como otras versiones «63 AMG», ésta tiene un motor atmosférico de ocho cilindros en V con 6,3 l de cilindrada. En este caso, el motor da 510 CV (en el CLS 63 AMG da 514 CV).
Hay dos versiones del R63 AMG, la de batalla normal y la de batalla alargada. La primera acelera de 0 a 100 km/h en 5,0 s, la segunda en 5,1. Las dos tienen la velocidad máxima limitada a 250 km/h.
Mercedes-Benz no ha dado aún datos sobre el peso o el consumo, pero debe ser uno de los modelos del mercado que gasta más y —por tanto— que genera más CO2. El R 500 en versión larga, que pesa 2.240 kg y tiene el motor anterior V8 (de tres válvulas por cilindro) en versión de 5,0 l y 306 CV, gasta 13,3 l/100 km en el ciclo medio homologado.
Un Porsche Cayenne Turbo S pesa 2.430 kg, tiene un motor de 521 CV y gasta 15,7 l/100 km; un Bentley Continental Flying Spur, con 2.475 kg, 559 CV, gasta 17,7 l/100 km. El consumo depende en gran medida del rendimiento del motor, además del peso del coche. Un Aston Martin Vanquish S tiene una potencia semejante a la de los dos anteriores (528 CV) y pesa mucho menos (1.875 kg), pero gasta 18,9 l/100 km. Un Dodge Viper SRT10 Roadster, con 1.536 kg y 506 CV, llega a 19,4 l/100 km.
En este caso, AMG ha preferido un motor atmosférico de giro a rápido en lugar del compresor volumétrico que tienen otros de sus motores. Tiene un colector de admisión variable y también distribución variable. El par máximo es 630 Nm; es decir, llega a 100 Nm por litro de cilindrada (lo que dan los buenos motores atmosféricos).
AMG (la división de vehículos deportivos de Mercedes-Benz) ha empezado a usar una adaptación de la caja de cambios 7G-Tronic, que llama AMG Speedshift. Esta caja se puede manejar manualmente con mandos secuenciales en el volante («Direct Select») y funciona con tres programas que puede elegir el conductor. El R63 AMG tiene un sistema de tracción total permanente que da un reparto de par continuo entre las ruedas delanteras y traseras de 40/60 por ciento.
La suspensión tiene muelles neumáticos, con función de nivel constante, y amortiguadores de dureza variable. Las ruedas son de medida 265/45 20. En otras versiones AMG (CLS 63) hay discos de frenos delanteros hechos de material compuesto, en esta no.
Entre los elementos de equipamiento distintivos de esta versión, Mercedes-Benz ha colocado el «Racetimer», que sirve para tomar tiempos por vuelta y grabarlos, junto con información de la velocidad media y la distancia recorrida.