Pour exploiter le potentiel de son châssis, la PEUGEOT 308 GTi by PEUGEOT SPORT abrite sous son capot le moteur essence 1.6L THP S&Si en 270 ou 250 ch. Embarquant tout le savoir-faire des ingénieurs, sa puissance de 200 kWi et son couple de 330 Nm sont parfaitement dosables, même à haut régime, grâce à la conception spécifique du poumon de commande de la wastegatei. En outre, le collecteur d’échappement est réalisé en acier afin de résister aux hautes températures pouvant s’élever jusqu’à 1000°C.
Pistons forgés en aluminium, segmentation et bielles renforcées, coussinets de bielle avec projection polymère, vis de bielles renforcées constituent l'équipage mobile de pointe. Pour garantir la constance de la performance, les pistons sont refroidis par une double pulvérisation d’huile sous leur structure.
Pour encaisser le couple élevé culminant à 330 Nm, la boîte manuelle à six rapports est renforcée. Ses deux arbres sont désormais grenaillés et ses pignons traités par carbonitruration profonde. Grâce à ce procédé thermochimique, la résistance de la pièce est renforcée tant en usure qu’en fatigue par un enrichissement en carbone et en azote. Enfin, le pont en sortie de boîte est raccourci au bénéfice des accélérations.
Légère, avec 1205 kg, la 308 GTi by PEUGEOT possède un excellent rapport poids/puissance de 4,46 kg/chi et réalise une véritable prouesse en émettant seulement 139 g/km de CO2 en cycle mixte, et en ne consommant que 6,0 l/100 km en cycle mixte – le record dans cette catégorie – 8,1 l/100 km en cycle urbain et 4,9 l/100 km en cycle extra urbain (suivant directives 99/100/CE).