720S wyposażony jest w silnik V8 o pojemności 4.0 litrów z dwiema turbosprężarkami, który jest wersją rozwojową jednostki stosowanej w 650S. Jednostka generuje moc 720 koni mechanicznych przy 7000 obrotów na minutę oraz 770 niutonometrów przy 5500 obrotów na minutę.
Samochód wyposażony jest w napęd na tylną oś. Silnik jest umieszczony wzdłużnie, centralnie. Posiada system zaawansowanej kontroli trakcji (Variable Drift Mode), który pozwala na uślizg tylnej osi do określonego kąta, powyżej którego aktywuje ESP. Wyposażony jest w 7-biegową, dwusprzęgłową skrzynię biegów.
McLaren 720S przyspiesza do 100km/h w ciągu 2.9s, a do 200km/h w 7.8s. Jego prędkość maksymalna to 341km/h, co plasuje go w kategorii znacznie szybszych hipersamochodów. Jego stosunek masy do mocy to 1,78 kg na KM.
765LT W marcu 2020 roku McLaren przedstawił topową, wyczynową odmianę o nazwie McLaren 765LT jako następca opartego na poprzedniku McLarena 675LT. Pod kątem wizualnym pojazd zyskał dodatkowe ospojlerowanie, rozbudowany układ wlotów powietrza i obszeriejsze nadkola. Pojazd napędziła usprawniona, 755-konna jednostka V8 rozwijająca maksymalny moment obrotowy 800 Nm.