Angetrieben wird die Corvette ZR1 vom stärksten Motor, den General Motors jemals für ein Serienfahrzeug produziert hat. Er ermöglicht der ZR1 eine Höchstgeschwindigkeit von 322 km/h. Die 638 PS starke Maschine mit Kompressoraufladung überträgt die Leistung über eine Zweischeibenkupplung mit extrem schnellem Kraftschluss und ein manuelles Sechsgang-Schaltgetriebe auf die Hinterräder.
Der Schlüssel für die Leistungsentwicklung des ZR1-Motors ist die erste serienmäßige Verwendung eines neuen mechanischen Kompressors nach dem System Roots mit einem vergrößerten Volumen und einem Rotor mit vier Wellen. Die Gestaltung des Rotors erlaubt einen ruhigeren Lauf und eine effizientere Leistungsausbeute, während das erhöhte Ladervolumen von 2,3 Liter bei hohen Drehzahlen für den erforderlichen Luftdurchsatz sorgt. Der maximale Ladedruck beträgt 0,72 bar. Der Lader verfügt über eine Ladeluftkühlung.
Eine Hutze in der Motorhaube der ZR1 bietet für den Motor den notwendigen Platz, während eine Scheibe aus Polykarbonat in der Mitte der Hutze den Blick auf den darunter liegenden Motor frei gibt.
