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Das extrem spontane Ansprechverhalten und die explosionsartige Kraftentwicklung unter Erreichung höchster Drehzahlen prägen den Charakter dieses Motors. Das frei ansaugende Triebwerk mit 4,8-Liter Hubraum liefert ein maximales Drehmoment von 480 Nm bei 6.800 /min. Die intelligente, variablen Ventilsteuerung VVT-i für Ein- und Auslass, 12-Loch-Hochdruck-Einspritzdüsen und gleichlange Auspuffkrümmer optimieren den Gaswechsel und tragen dazu bei, dass im Bereich zwischen 3.700 und 9.000/min ständig mindestens 90 Prozent des maximalen Drehmoments abgerufen werden können. In jedem Gang und über das gesamte Drehzahlband hinweg sind beeindruckende Beschleunigungswerte erzielbar. 3,7 Sekunden stehen für den Sprint von 0 auf 100 km/h zu Buche, die Höchstgeschwindigkeit beträgt 325 km/h.

Dank des für einen Sportwagen von diesem Kaliber extrem niedrigen Leergewichts von nur 1.480 Kilogramm glänzt der LFA mit einem Leistungsgewicht von 2,64 kg pro PS. Die Kombination aus hohem Verdichtungsverhältnis von 12,0 : 1, niedriger Innenreibung und optimierter Ein- und Auslassströmung sorgt für die außergewöhnliche spezifische Leistung des LFA-Triebwerks von 85,7 kW/117 PS pro Liter Hubraum. Dies ist einer der höchsten Werte innerhalb der Spitzengruppe der Supersportwagen mit Saugmotor.

Auch bei der Ventilsteuerung kommen Hightech-Werkstoffe zum Einsatz. Der Zylinderkopf wurde mit Bauteilen bestückt, die man eher in einem Monoposto als in einem straßentauglichen Zweisitzer vermutet. Titanpleuel und Titanventile – um 40 Prozent leichter als entsprechende Bauteile aus einer herkömmlichen Metalllegierung – werden durch ultra-leichte und hochstabile Schlepphebel mit extrem harter Karbon-Silizium-Beschichtung und integrierten Ölspritzdüsen bewegt.

Weitere im Rennsport bewährte Komponenten sind geschmiedete Leichtmetallkolben, zylindrische Ventilfedern mit geringerer Masseträgheit, eine besonders leichte Kurbelwelle und paarweise angeordnete Zylindermulden für reduzierte Pumpverluste. Ein zweistufiges Ansaugsystem sorgt ebenfalls für optimierte Motorleistung. Bei niedrigen bis mittleren Drehzahlen wird die Luft über Primäreinlässe zugeführt, bei höheren Drehzahlen werden Sekundäreinlässe zugeschaltet.

Dank der Erfahrungen mit Höchstbelastungen im Motorsport – LEXUS startete mit Vorserienfahrzeugen des LFA beim legendären 24-Stunden Rennen auf dem Nürburgring 2008 und 2009 – wurde das Triebwerk mit einem Trockensumpfsystem ausgerüstet, das selbst bei Querbeschleunigungskräften von mehr als 2g noch eine kontinuierliche Ölversorgung gewährleistet – eine elementare Anforderung für Hochgeschwindigkeits-Rennstreckentauglichkeit.

Jeder Zylinder verfügt über eine unabhängige, elektronisch gesteuerte Drosselklappe, um sicherzustellen, dass die Luft den kürzesten und effizientesten Weg nimmt. Das innovative System berechnet die Menge der benötigten Ansaugluft anhand der Gaspedalstellung und ermöglicht damit eine wesentlich schnellere Berechnung der benötigten Kraftstoffmenge als alle konventionellen Systeme. Das Ergebnis ist ein Triebwerk, das ultraschnell auf die feinsten Gasbefehle anspricht.

Der Motor des LEXUS LFA dreht innerhalb von sechs Zehntelsekunden vom Leerlauf in den Grenzbereich von 9.000 U/min – diese trägheitsfreie Elastizität erforderte den Einsatz eines digitalen Drehzahlmessers, weil analoge Systeme die Schnelligkeit der Drehzahländerung nicht darstellen könnten.

Quasi als Zugabe komponierten die Entwickler für den V10-Zylinder eine betörende Klangkulisse, die sich vom sonoren, bassbetonten Knurren bei niedrigen Drehzahlen mit zunehmenden Rotationen zu einem ungehemmten, hellen Crescendo steigert, dessen Finale Furioso erst bei 9.000 Touren anliegt. Für ein Hochdrehzahl-Triebwerk verfügt das LFA-Aggregat über eine völlig unübliche Stimmfülle.