El motor es un 12 cilindros atmosférico de cilindrada unitaria relativamente alta (540 cm³ por cilindro); ningún otro V12 tiene una cilindrada tan alta (motores de menos cilindros sí). Según Rolls-Royce, ha escogido este tipo de construcción porque «los frenéticos cambios en la potencia suministrada por un motor turboalimentado se consideran poco adecuados y desentonan con el espíritu de la marca». El Corniche tuvo una versión del V8 de 6,75 l con turbocompresor, pero los cambios de potencia muy frenéticos no serían, porque daba 329 CV (48,7 CV/litro).
Está derivado del motor que lleva el BMW 760, pero con más diámetro y carrera. Las culatas tienen cuatro válvulas por cilindro, distribución variable y el sistema Valvetronic, aunque Rolls-Royce no se refiere a él con ese nombre (más información sobre este sistema).
Rolls-Royce (BMW) no ha utilizado este motor para iniciar (o seguir) una guerra de potencia máxima contra Maybach (DaimlerChrysler) y Bentley (Volkswagen).
Por el régimen relativamente bajo al que da la potencia máxima (5.350 rpm), da la impresión de que los elementos como la admisión y la distribución están hechos para que el motor sea elástico y no potente (ahora ya hay respuesta a las tres preguntas que Rolls-Royce no contestaba).
El motor del Phantom se distingue por una cifra de par extraordinariamente alta para un motor atmosférico de su cilindrada: 720 Nm a 3.500 rpm. Eso supone prácticamente la misma relación entre par máximo y cilindrada que tiene un Porsche 911 GT3, y poco menos de lo que tiene un BMW M3. Puede dar 540 Nm desde 1.000 rpm (si se acelera a fondo desde ese régimen) y alcanza 1.340 kPa de presión media.
La velocidad máxima está limitada a 240 km/h por los neumáticos que lleva, que no se fabrican con el código de velocidad necesario para que el coche pueda ir más rápido. Con neumáticos de invierno, la velocidad está limitada a 208 km/h.
Es tracción trasera y tiene un cambio automático de seis velocidades hecho por ZF, como el que lleva el BMW Serie 7. A diferencia del BMW, no tiene mandos secuenciales (ni en la palanca ni en el volante); el conductor solo puede intervenir en el funcionamiento del cambio mediante el «kick-down» (un interruptor al final del recorrido del acelerador que selecciona la marcha más corta posible) y mediante la selección del programa de cambio (normal o de marchas cortas).
El desarrollo en sexta es 79,6 km/h cada 1.000 rpm; eso quiere decir que a 120 km/h en sexta el motor gira a 1.500 rpm. La velocidad en sexta a régimen de potencia máxima sería 426 km/h. Realmente, no llega a régimen de potencia máxima ni siquiera en cuarta. En esa marcha, alcanza 240 km/h a menos de 5.000 rpm. A pesar de estos desarrollos tan largos, el Phantom normalmente arranca en segunda (como otros coches automáticos), a no ser que el conductor pise mucho el acelerador al iniciar la marcha.
La suspensión es neumática, con las funciones normales de este tipo de suspensión: altura independiente de la carga y posibilidad de variar la altura según las condiciones (hasta 60 km/h puede ir 25 mm más alto de lo normal). Una característica singular de la suspensión neumática del Rolls-Royce Phantom es que tiene en cuenta la carga en cada rueda, no en cada eje. Así, si los dos asientos de un lado están ocupados y los otros dos vacíos, el sistema equilibra el coche.
El Phantom no tiene una suspensión delantera McPherson, como llevan todos los BMW, sino un paralelogramo deformable. Por la información que ha dado Rolls-Royce hasta el momento, el paralelogramo lo forman un triángulo por arriba y un brazo por debajo. La suspensión delantera está montada sobre un chasis de acero, unido al bastidor por seis puntos. La dirección es de cremallera, también sujeta a este subchasis y colocada por delante del eje.
En el eje trasero también hay un subchasis de aluminio, unido al bastidor por cuatro puntos mediante casquillos de goma. Es también un paralelogramo deformable hecho con cuatro brazos (puede ser igual al del Serie 7).
Las estabilizadoras giran sobre rodamientos. Por la información que ha dado Rolls-Royce, no parece que pueda llevar el sistema de estabilizadoras activas del Serie 7.
El diferencial está suspendido mediante casquillos de goma de elasticidad variable, de manera que ejerce distinta resistencia según el sentido de las vibraciones.
Los amortiguadores son de dureza variable. Cuando el coche circula a 120 km/h, el sistema determina la dureza de los amortiguadores cada vez que recorre 39 cm (es decir, 100 veces por segundo).
Como un elemento más de confort, Rolls-Royce ha escogido unos neumáticos de perfil muy alto; tiene 150 mm de perfil. Son neumáticos Michelin Pax, que miden 790 mm de diámetro y 2.409 mm de desarrollo. Unas ruedas tan grandes solo se encuentran en coches como el todo terreno Hummer H2, que tiene 2.534 mm de desarrollo.