ランボルギーニ・ガヤルドの機構・スタイルは、発表前、過去のベビー・ランボルギーニはV8エンジンを搭載したモデルで占められて来たことから、ランボルギーニ・ガヤルドのベールを脱ぐ瞬間まで大半のモータージャーナリストが、ライバルであるフェラーリ・360と同等クラスの排気量（大体4L前後）を持ったV8エンジンを搭載したモデルと睨んでいたが、大勢の予想は大きく裏切られる格好となる。

ランボルギーニ・ガヤルドのエンジンは、バンク角90°を持つ水冷V型10気筒エンジン。ランボルギーニ・ガヤルドはアルミ鋳造製のエンジンブロックは、アウディのものをベースにしているといわれている。ランボルギーニ・ガヤルドは重心を下げるためにバンク角度を広く取っているが、等間隔燃焼を実現するためにクランクピンを18°オフセットし、仮想上の72°バンクを設定している。ランボルギーニ・ガヤルドの排気量は5Lで、ちょうど1L当たり100psを達成する500psを発生、ランボルギーニ・ガヤルドは非常にパワフルなパフォーマンスを誇っている。

しかもランボルギーニ・ガヤルドのエンジンは、ボア×ストロークが82.5mm×92.8mmという、かなりロングストロークの方向に寄ったものであるため、低回転のトルク特性に優れる特性を持っている。ランボルギーニ・ガヤルドはそれでありながらレッドゾーンは8,200rpmから始まるので、ランボルギーニ・ガヤルドは相当なレベルのドライバリティとポテンシャルを秘めていると言える。