Puede decirse que, básicamente, el nuevo coupé de Jaguar es el mismo vehículo que la marca lanzó en 2006 pero con un motor más potente y ligeros cambios en el exterior. El XKR está disponible en las dos variantes de carrocería (coupé y descapotable) con un motor V8 de 5 litros y 510 CV (el mismo que lleva el XFR).

Ambos tienen la velocidad máxima limitada electrónicamente a 250 km/h. El XKR Coupé acelera de 0 a 100 km/h en 4,6 segundos, mientras que el XKR Convertible lo hace en 4,8 segundos. Asimismo, el XKR 2009 es ligeramente más rápido que el modelo al que reemplaza, que realizaba el 0 a 100 km/h en 4,9 segundos (coupé) y 5,2 segundos (descapotable).

El consumo medio homologado del XKR con ambos tipos de carrocería es de 12,3 l/100 km, el mismo que con el motor V8 de 4,2 litros y 416 CV que Jaguar montaba en el XKR. El motor de 510 CV del XKR tiene distribución variable y cumple la normativa de emisiones Euro 5. El par motor ha aumentado de 560 Nm a 625 Nm. Además, el nuevo modelo cuenta con un filtro acústico en la parte trasera del motor cuya salida está dirigida al habitáculo para que el conductor perciba mejor el sonido del V8. En este filtro entran las pulsaciones de presión del aire procedente del colector de admisión en determinadas circunstancias (estando controlado por la centralita del motor). La transmisión automática (ZF) de seis velocidades ha sido reforzada con un convertidor más capaz y discos de embrague adicionales. El cambio se maneja desde las levas situadas tras el volante o, en modo automático, mediante un mando circular situado entre los asientos delanteros, estando este selector asociado a un nuevo diferencial electrónico.

Según Jaguar, esta caja tiene dos modos automáticos -Drive y Sport-, entre los que el modo Sport tiende a llevar al motor en un régimen más alto. Esto se traduce en que si, por ejemplo, el vehículo está trazando una curva, la transmisión se mantiene en la marcha en la que va mientras sea posible.

Asimismo, el XKR, igual que el resto de la gama XK, cuenta con el sistema de protección de peatones en caso de impacto, que actúa elevando el capó 170 mm en sólo 30 milisegundos para crear un espacio entre esta zona del vehículo y los puntos rígidos que se sitúan debajo de él.