Il motore della nuova Benelli Leoncino 800 è il propulsore bicilindrico quattro tempi, raffreddato a liquido da 754cc, fluido, costante e reattivo. Un motore che risponde molto bene in accelerazione, presentando una potenza di 76,2 CV (56 kW) a 9000 giri/min e coppia di 68 Nm (6,9 kgm) a 6500 giri/min.