动力系统来自于代号为2UR-GSE的5.0升V8缸内直喷自然吸气发动机。为了达到更高的性能，发动机是由雷克萨斯与雅马哈合作开发的，虽然这个系列的发动机并不是最新研制的，但在RC F上许多方面都进行了重新设计，其中包括钛合金气门，锻造连杆，优化的进排气系统，压缩比提升至12.3:1。它的最大功率为477马力（351千瓦），最大扭矩为530牛·米，性能参数相比IS F提升了12%。
另一方面，这款车的排气声浪也经过特殊的调校，在巡航驾驶时整辆车非常安静，但在急加速或切换到SPORT+模式后，排气声立刻变得十分浑厚有力，能给驾驶者带来非常激动人心的体验，这一点对于跑车来说也是非常重要的。
在保证动力的同时，这款发动机在燃油经济性方面也下了不少功夫。为了保证动力的衔接以及足够的舒适性，这款车并没有采用目前流行的关闭气缸技术和自动启停技术，而是独特的引入了阿特金森循环设计。在巡航行驶时发动机从奥托循环接环变为阿特金森循环，控制进气门延迟关闭，使得部分已经进入气缸的空气回流至进气歧管，从而减小泵气损失、提高热效率。
与发动机搭配的是来自爱信的8速SPDS手自一体变速箱，变矩器能够在2-8档提供全速域锁止功能，在液力变矩器内部实现刚性连接，提升传动效率。变速箱还具备换挡拨片功能，手动模式响应速度很快，换挡动作能够在0.1秒内完成。
动力系统拥有四种驾驶模式，分别是经济、标准、运动和运动增强。在不同模式下发动机的动力响应速度和变速箱的换挡逻辑有所不同，车辆动态综合管理系统 (VDIM) 也就是车身稳定控制系统对车辆的限制也会做出调整。
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