Базовая модель оснащается Фордовским двигателем формата V6 объёмом 4.0 литра с системой газораспределения SOHC, который пришёл на замену 3.8 литровой версии использовавшейся начиная с 2004 года. Новый двигатель выдаёт мощность 210 лошадиных сил при 5300 оборотах в минуту и крутящий момент 325 Ньютон-метров при 3500 оборотах в минуту. Данный двигатель идёт в комплекте со стандартной пятиступенчатой механической коробкой передач «Tremec T-5». Опционально устанавливается автоматическая пятиступенчатая коробка «5R55S».

GT версию Мустанга выделяет 4.6 L SOHC «Modular» V8 с 3-мя клапанами на цилиндр и системой изменения фаз газораспределения VCT, который выдает 300 л.с. (224 кВт), изменённые настройки подвески, большие противотуманные фары в решётке радиатора спереди и двойной выхлоп сзади. У версии 2005 года приблизительное отношение веса к мощности составляет 11.5 фунтов на лошадиную силу. Хотя Мустанг GT комплектуется той же автоматической коробкой передач, что и модель V6, опционально можно установить 5 ступенчатую механическую КП Tremec 3650, с помощью которой можно использовать дополнительную мощность модели GT более рационально. Стоит упомянуть версии «Shelby GT-H»(2006—2007), Shelby GT (2007—2008) как подкласс версии GT с небольшим увеличением мощности и определенным дизайн-пакетом, и Shelby GT500, продаваемую с мая 2006 года, оснащенную двигателем 5.4L 500 л.с. (370 кВт).

Фото обновленной модели 2010 года, производство которой началось в апреле 2009 года, были представлены в Интернете еще до показа автомобиля на автосалоне в Лос-Анджелесе.

Обновленный Мустанг получил новое кузовное железо (за исключением крыши) и более агрессивный дизайн. Он выглядит более компактно по сравнению с предшественниками, но фактические габариты остались неизменны. При этом коэффициент аэродинамического сопротивления уменьшился на 4 % у базовой версии и на 7 % у версии GT. Автомобиль выполнен согласно проекту Peter’a Horbury — директора северо-американского подразделения Форд.^[1] Двигатель 4.6L v8 теперь выдавал мощность 315 л.с. и момент 441 Н*м. Двигатель 5.4L Shelby GT500 увеличил мощность до 540 л.с.

Кроме того, в 2011 году линейка двигателей обновилась: новый 3.7L V6 с аллюминиевым блоком с мощностью 305 hp и крутящим моментом 380 Н*м пришел на замену базового 4-х литрового, при этом облегчив автомобиль на 18 килограмм. Версия GT получила 32-х клапанный двигатель объемом 5.0 литров (т. н. Coyote 5.0) мощностью 412 л.с. (307 кВт) и моментом 530 Н*м на бензине с октановым числом 91, или 402 л.с. (300 кВт) и моментом 511 Н*м на бензине с октановым числом 87. При этом некоторые тесты показали что Ford занижает мощность этого двигателя, и реальная мощность достигает 435 л.с. Двигатель 5.4L Shelby GT500 получил алюминиевый блок, потеряв в весе 46 кг и увеличенную до 550 л.с. мощность.

В 2012 году был представлен новый Mustang Boss 302, с двигателем Hi-Po 302 Ti-VCT V8, являющимся версией Coyote 5.0 с увеличенной высотой поднятия клапанов и облегченными деталями, с мощностью 444 л.с. (520 Н*м).

Весной 2012 года были представлены версии 2013 модельного года: V6 и GT получили воздухозаборники и решетки как у версии GT500 2011 года. Двигатель версии GT увеличил мощность на 8 л.с. (до 420 л.с. (313 кВт)). Shelby GT500 получил новый двигатель 5.8L V8 мощностью 662 л.с. (494 кВт) (что является рекордом для двигателей v8) и максимальную скорость более 320 км/ч. Светодиодные передние фонари теперь стандарт, а не опция. 6-ступенчатый автомат получил возможность ручного переключения (опционально).