2011년형 '뉴 XF 5.0 프리미엄'이 탑재한 최첨단 AJ-V8 Gen III 엔진은 5.0리터 직분사 V8 DOHC 가솔린 엔진으로, 기존 4.2리터 가솔린 엔진에 비해 29% 향상된 최대출력 385마력(@6,500rpm), 최대토크 52.6kg.(@3,500rpm)의 힘을 발휘한다.

또, 신형 ZF 6HP28 6단 트랜스미션과 결합해 부드럽고 민첩한 기어변속으로 0-100km/h 가속시간은 단 5.7초에 불과해 프리미엄 스포츠세단에 걸맞은 월등한 퍼포먼스를 발휘한다.

즉각적인 반응, 손실 없는 파워 전달, 세련된 성능이 '뉴 XF 5.0 프리미엄' 엔진의 특징이다. 신형 5.0리터 직분사 V8 자연흡기 가솔린 엔진에는 업계 최초로 150bar의 압력에서 실린더로 직접 연료를 공급하는 중앙 탑재 다공형 스프레이 유도식 연료 분사 시스템을 장착해 출력을 대폭 향상시킴과 동시에 CO₂배출량 및 연비를 개선했다.

가변 캠샤프트 타이밍 시스템(VCT)과 프로파일 스위칭(CPS), 가변 흡기 매니폴드(VIM) 시스템 등의 최첨단 신기술을 적용해 저속에서 가속 성능과 엔진 효율성을 개선했다.