W16 отличается от предшествующих двигателей Bugatti своей конструкцией. 13 Это шестнадцатицилиндровый поршневой двигатель внутреннего сгорания в конфигурации W. 1 Он состоит из двух «смещённых двухрядных» блоков по восемь цилиндров, соединённых с одним коленчатым валом. 1

В W16 каждая сторона состоит из восьми цилиндров, но угол наклона увеличен до 90 градусов. 1 Узкий угол наклона каждой пары цилиндров позволяет использовать всего два верхних распределительных вала для привода каждой пары рядов, поэтому всего требуется четыре. 1

Кроме того, перед создателями W16 стояла задача выдать рекордную мощность при минимальной массе, поэтому мотор оснастили системой самодиагоностики, способной оперативно решать проблему, вплоть до отключения проблемного цилиндра. 4