Сердцем, приводящим в движение 645 Ci, стал хорошо известный двигатель BMW 545 и 745. Это V8 объемом 4,4 л, выдающий 333 л. с. при 6100 об/мин, обеспечивающий уверенную тягу при любых оборотах двигателя и демонстрирующий максимальный крутящий момент в 450 Нм при 3600 об/мин.Двигатель может работать в паре с тремя различными типами коробки передач. BMW предлагает на выбор ручную, автоматическую секвентальную и роботизированную секвентальную коробки. Последняя, идея которой пришла из Формулы-1, получила название 5MG, и будет идеальным вариантом для тех, кто ищет спортивного поведения. Водитель переключает передачи, двигая вверх и вниз рычаг коробки передач, как на обычной секвентальной коробке, или используя два подрулевых лепестка, как в болидах Формулы-1. Тормоза устанавливаются дисковые вентилируемые как спереди, так и сзади. Размер дисков составляет 348 и 345 мм соответственно. Тормозную систему отличают невероятная надежность, понятность и эффективность. Как следствие, тормозной путь очень невелик и достоин класса автомобиля: со скорости в 140 км/ч машина останавливается за 70,9 м. Диски на автомобиль устанавливаются 18" с покрышками 245/45.