Pod maską pracuje 6-cylindrowy, rzędowy silnik z technologią M TwinPower Turbo oraz bezpośrednim wtryskiem paliwa. Jednostka rozwija 340 KM mocy przy charakterystyce obrotowej typowej dla aut BMW M. Inżynierowie BMW zastosowali dwie niewielkie sprężarki, które aktywowane są nawet przy niskich obrotach silnika. Maksymalny moment obrotowy 450 Nm dostępny jest przy zaledwie 1 500 obr./min. Wartość ta utrzymywana jest aż do 4 500 obr./min. i może zostać dodatkowo zwiększona o 50 Nm przy pełnym otwarciu przepustnicy dzięki funkcji overboost. BMW serii 1 M Coupe przyspiesza od 0 do 100 km/h w 4,9 sekundy, a granicę 200 km/h przekracza po 17,3 sekundy. Model ten osiąga także doskonałe rezultaty pod względem wydajności. Średnie zużycie paliwa w cyklu pomiarowym UE wynosi 9,6 litra na 100 km, podczas gdy emisja CO2 oscyluje wokół 224 gramów na kilometr.
