Der 6,2-l-V8 basiert auf dem Motor aus der Z06 und leistet 563 kW (765 PS) bei einem Drehmoment von 969 Newtonmetern. Der LT5-Achtzylinder mit Kompressoraufladung bezieht seine Mehrleistung vor allem durch eine optimierte Einspritzung und ein neues Ladeluftkühlsystem. Die Kraftübertragung übernimmt erstmals in einer ZR1 ein Achtgang-Automatikgetriebe (mit Schaltpaddlen), alternativ kann wie gehabt eine Siebengang-Handschaltung geordert werden.
Vergrößerte Lufteinlässe sollen dem Kompressorsystem und dem Antriebsstrang mehr Luft zuführen. Die Carbonmotorhaube besitzt spezielle Entlüftungsöffnungen für die Abwärme, ein neuer Spoiler soll für mehr Anpressdruck sorgen. Für die über 340 km/h schnelle ZR1, die laut Chevrolet die bislang schnellste der Corvette-Geschichte sein soll, gibt es zwei Aero-Varianten: Der Basis-Heckflügel ist auf maximale Geschwindigkeiten ausgelegt, der größere und einstellbare Flügel ist Teil des ZTK Performance Packages und für schnelle Rundstrecken gedacht. Die Sechskolbenzangen vorne und die Vierkolbenzangen hinten greifen in Carbon-Keramik-Bremsscheiben. Die 1.598 Kilogramm schwere Corvette ZR1 ist in den USA ab Frühjahr 2018 erhältlich.