Inicialmente hay dos motores de gasolina, un seis cilindros de 3,2 litros y 241 CV, y un doce cilindros de 6,0 litros y 420 CV. Los dos motores de gasolina cumplen la futura norma de emisiones Euro 4.
El seis cilindros es básicamente el mismo motor que ha estrenado el Golf R32, aunque con un par máximo ligeramente menor. Más información sobre este motor.
A juzgar por los datos de la marca, este motor no tiene muy buen rendimiento, o bien la gran resistencia aerodinámica y el peso alto perjudican mucho las prestaciones y el consumo. Un Mercedes S320, con 17 CV menos, tiene prácticamente la misma velocidad punta, es más rápido en aceleración y gasta menos. En consumo, el Phaeton está al nivel de coches muchos más potentes, como el Lexus LS 430 (282 CV), o muy anticuados, como el Jaguar XJ8 (tabla comparativa).
Este motor puede llevar una caja de cambios manual de seis velocidades, o bien una automática de cinco. En los dos casos, los desarrollos de transmisión están ajustados para que el coche alcance la velocidad máxima un poquito por encima del régimen de potencia máxima. Es tracción delantera y no puede ser tracción total ni opcionalmente.
El motor de doce cilindros es prácticamente el mismo que lleva el Audi A8, con 420 CV de potencia máxima y 550 Nm de par máximo; no obstante, el motor del Phaeton da el par máximo en un margen de régimen más amplio (curva de potencia). Al tener cuatro filas de tres cilindros cada una (no dos de seis, como es normal en un V12), es un motor muy compacto. Más información sobre este motor.
No hay muchas referencias para valorar las prestaciones y el consumo de esta versión: del BMW 760iL nos falta aún mucha información; el Mercedes S 63 AMG parece que no se vende; el Bentley Arnage T (457 CV) es un coche mucho más grande y pesado; el Maybach 57 es todo eso y, además, mucho más potente (551 CV).
La mejor referencia es el A8 con el mismo motor del Phaeton, aunque hay dos diferencias importantes: desarrollos de transmisión y peso. El A8 tiene una quinta velocidad de 53 km/h cada 1.000; en esa velocidad, llegaría a los 250 km/h que tiene como tope a poco más de 4.700 rpm. El Phaeton, en cambio, llega a 250 km/h en quinta a 5.800 rpm.
El bastidor de aluminio y las diferencias de equipamiento hacen que el A8 pese 341 kg menos que la versión más ligera del Phaeton W12. El resultado es que el Audi acelera de 0 a 100 km/h en 5,6 s y el Volkswagen en 6,1. El consumo medio del A8 es 14,6, y el del Phaeton 15,6.
Tiene una caja de cambios automática ZF de cinco velocidades (no la nueva de seis) y tracción total permanente. Se distingue del sistema de transmisión del A8 en el tipo de diferencial Torsen central, que alcanza una relación de par más alta (más información). Por lo demás es igual, el sistema que frena las ruedas cuando pierden tracción equivale funcionalmente a un autoblocante en cada eje.
Más adelante, el Phaeton estrenará un motor Diesel de 10 cilindros en V, 5 litros de cilindrada, 313 CV de potencia máxima a 4.000 rpm y 750 Nm de par máximo a 2.000 rpm. El sistema de alimentación es por bomba inyector y tendrá dos turbocompresores. Mide 544 mm de largo, 31 mm más que el W12 de gasolina. Volkswagen aún no ha dicho cuánto pesará el Phaeton con el V10 TDI. Más información sobre este motor.
La transmisión será por tracción total permanente, como el W12, y estrenará para Volkswagen la caja de cambios automática de seis velocidades que ya tiene el BMW Serie 7. De momento, el Phaeton TDI no cumple la norma Euro 4 de emisiones.