Peugeot 508 được trang bị động cơ xăng 1.6L tăng áp kết hợp cùng công nghệ phun nhiên liệu trực tiếp cho công suất 155 mã lực tại vòng tua 6000 vòng/phút và mô-men xoắn cực đại 240 Nm tại vòng tua 1.400 vòng/phút. Sức mạnh này khi kết hợp cùng hộp số tự động 6 cấp giúp xe có khả năng tăng tốc từ 0-100 Km/h trong 8,8s, tốc độ tối đa đạt 220 km/h.