288GTO的V8引擎源自308车系，为配合加装涡轮增压器而需要将容积数目乘以1.4的赛例规定，厂方先将原本2,926cc的汽缸口径缩少1mm至2,855cc（288因而得名），再改以合金铸造，经计算后总容积维持在四公升以内（3,997cc），引擎最大马力为400ps@7,000rpm。308系列的引擎是横置的，但288GTO却采用了如方程式赛车般的纵置方式，这样不仅有利车身的重量分布及左右车轮动力输送效率，更是中置引擎法拉利车系中，首次采用纵置引擎的形式。