新CTS依然有3.6和2.8两种排量。后者作为入门版动力，变化不大；3.6发动机的升级是大动作，加入了通用首次采用缸内直喷技术（厂方名称为SIDI），燃烧更加精确高效，能发出310匹的强劲马力，并保留合理的燃油经济性。缸内直喷是汽油发动机领域的崭新技术，CTS用上此技术，使得动力系统的含金量大大提高。此外，2.8和3.6车型的变速箱也从上代的5前速升级为6速手自一体。
在北美本土，新CTS除直喷的3.6 SIDI发动机外，也保留了原有的、功率较低的3.6版本。但引入中国的只有高性能取向的3.6 SIDI版，可见厂方在中国市场“要出就出狠招”的决心。
| 型号 | CTS 2.8舒适版 | CTS 2.8豪华版 | CTS3.6 运动版 | CTS 3.6旗舰版 |
| 发动机描述 | V型6缸（可变进排气门正时, 电子节气门控制） | |||
| 变速箱 | 全电子6速自动变速箱(手自一体) | |||
| 燃油系统 | 电子顺序多点燃油喷射 | 双模智能缸内直喷 | ||
| 最大功率[hp（kw）/rpm] | 210(155)/6800 | 310(229)/6400 | ||
| 最大扭距(Nm/rpm) | 246/3200 | 374/5200 | ||
| 油耗(L/100Km) | 16.8/7.7/11 | 16.6/7.9/11.1 | ||
| 加速((0-100km/h)s) | 9.5 | 6.3 | ||
| 最高时速(km/h) | 210 | 221 | 241 | |
其实上代的CTS 3.6动力就非常凌厉了，新CTS 3.6实际开起来除了够力，还多了一份从容感。这要归功于6挡的变速箱，对动力的划分更细致，转速飙升不及上代那么明显，所以日常行车初段感觉并不是很轻快刺激。但要全力加速时，发动机的中、高转速动力还是相当强劲，声音也是相当浑厚的，从100km/h全力加速到220km/h都只是“一口气”的事，大排量、高效率的优势表露无遗。
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