Уже 6-цилиндровый двигатель базовой модели мощностью 177 кВт (241 л.с.) при 6 200 мин-1, обеспечивает высокие ходовые качества автомобиля. Максимальный крутящий момент 315 Нм достигается им уже при 2 400 мин-1. 6-цилиндровый двигатель объемом 3,2 л имеет систему непрерывного перемещения распредвалов. Он соответствует требованиям к чистоте отработавших газов EU4.
Двигатель W12 развивающий 309 кВт (420 л.с.) при 6 000 мин-1 - самый мощный среди моторов предлагаемых для автомобилей люкс класса. Он обеспечивает Phaeton ходовые качества на уровне спортивных автомобилей большой мощности. При максимальном крутящем моменте 550 Нм, который достигается в диапазоне от 3 000 до 4 750 мин-1, этот силовой агрегат объемом 6,0 л обеспечивает отличную тягу. Благодаря W-образной конструкции - два ряда V-образно расположенных цилиндров - двигатель исключительно компактен по длине. Как и двигатель V6 он соответствует требованиям к чистоте отработавших газов EU4.
Совершенно особое положение в гамме силовых агрегатов Phaeton занимает двигатель V10 TDI®. Развивая мощность 230 кВт (313 л.с.) при 3 750 мин-1, он является самым мощным в мире дизельным силовым агрегатом для легковых автомобилей. Ни один другой мотор не развивает максимальный крутящий момент 750 Нм уже при 2 000 мин-1. В этом 10-цилиндровом двигателе объемом 5,0 л используются эффективная техника впрыскивания "насос-форсунка" и система сдвоенного турбонаддува с электрически изменяемой геометрией нагнетателя. Двигатель V10 TDI®. соответствует требованиям к чистоте отработавших газов EU3.