Автомобиль оснащён двигателем V6 серии VQ объемом 3,7 л с системой изменения фаз газораспределения, системой изменения высоты подъема клапанов и красной зоной на отметке 7 500 оборотов в минуту, который выдает 336 л.с. на 7 000 об/мин. и 366 Нм крутящего момента на 5 200 оборотах. Поставляется с двумя вариантами коробки передач: 7-ступенчатая автоматическая и 6-ступенчатая механическая.
Nissan 370Z оснащен опцией Sport Package, включающей в себя кованые алюминиевые диски с покрышками Bridgestone RE050A (245/40 R19 спереди и 275/35 R19 сзади), четырёхпоршневые передние суппорта в тандеме с 355-мм тормозными дисками спереди и 350,5-мм сзади, а также задний дифференциал повышенного трения с вискомуфтой.
У этой машины столько мощности, что двигатель готов выпрыгнуть прямо на старте; 60 миль в час (96,56 км/час) автомобиль набирает за 5,1 с. Новый Nissan 370Z не назовешь лёгким, и тестовый автомобиль массой 1 524 кг тому яркое доказательство, но намерения у него самые серьезные: расстояние в четверть мили он преодолевает за 13,4 секунды, развивая на финише 168 км/час. На полную остановку со скорости 96,56 км/час этому автомобилю требуется всего 30,78 м.
Сцепления с дорогой у Z более чем достаточно, в тесте на боковое ускорение она демонстрирует результат в 0,97g в управляемом заносе, который легко контролировать газом. Укороченная колесная база означает, что автомобилю проще проходить слалом, что подтверждается скоростью прохождения этого испытания — 111 км/час. В целом Nissan 370Z едет так же, как представленная в прошлом году комплектация Nissan 350Z Nismo, только без строптивости, свойственной машинам от Nismo.
Двигатель для кузова родстер останется таким же, как и у купе — 3,7-литровым (что отражено в названии модели) V6 мощностью 332 л.с., развивающим до 366 Нм крутящего момента