Najszybszy i najmocniejszy Mustang w historii otrzymał doładowany mechanicznie benzynowy silnik V8 o pojemności 5,2 litra. Generowana moc wynosi 815 KM i 900 Nm momentu obrotowego.
Doładowany mechanicznie silnik V8 o pojemności 5,2 litra stanowi rozwinięcie poprzednich jednostek Mustanga, między innymi korzysta z zastosowanego po raz pierwszy układu smarowania z suchą miską olejową, który pomaga utrzymać smarowanie długotrwale obciążanego silnika na torze pełnym zakrętów.
Układ olejowy z suchą miską olejową umożliwił również nieznaczne zwiększenie maksymalnej prędkości obrotowej silnika do 7650 obr/min, co stanowi wzrost o 100 obr/min w stosunku do poprzedniej 5,2-litrowej jednostki V8. Zmodyfikowane układy dolotowy i wydechowy, tytanowy wydech oferowany w standardzie, mniejsze koło pasowe sprężarki miały również wpływ na obecną wartość mocy maksymalnej.
Nie tylko moc decyduje o maksymalnej prędkości, wynoszącej 325 km/h. Mustang GTD wyposażony jest także w system redukcji oporów powietrza, który może zmieniać kąt nachylenia tylnego spojlera i aktywować klapy pod przednią częścią samochodu, aby znaleźć właściwą równowagę między przepływem powietrza nie ograniczającym prędkości, a dociskiem, gwarantującym przyczepność, odpowiednio do warunków jazdy.