На ГАЗ-3110 устанавливался дизельный двигатель ГАЗ-560. 14 Некоторые особенности этого мотора:

• Моноблочная конструкция: головка и блок цилиндров отлиты из чугуна как единое целое. 4 Такая компоновка улучшала охлаждение цилиндров, устраняла лишние прокладки, шпильки и болты, а также снижала вероятность разгерметизации или прогара. 4
• Насос-форсунки с электронным управлением: микропроцессорный блок подбирал оптимальное количество топливной смеси на основании положения педали акселератора, частоты вращения коленчатого вала, температуры воздуха и давления наддува. 4
• Турбонаддув с промежуточным охладителем: с 2000 об/мин включалась турбина, на этих оборотах двигатель набирал наибольший крутящий момент в 250 Нм. 1
• Отсутствие крутящего момента на низких оборотах: чтобы тронуться с места, мотор нужно было раскрутить до 2500 об/мин. 15
• Относительно небольшой расход дизельного топлива: за 100 км пути уходило 11 литров топлива, в то время как обычная ГАЗ-3110 потребляла за то же расстояние порядка 14 литров бензина АИ-92. 15