В основе Pagani Huayra лежит полностью новый монокок, выполненный из карбона и титана, а поднимающиеся вверх двери выполнены из сложного композита. Инженеры, работавшие над проектом автомобиля, провели огромную работу по оптимизации конструкции кузова для снижения его веса - к примеру, трубки системы охлаждения и вентиляции салона интегрированы в монокок и не занимают дополнительного места. В итоге, "сухая" масса Huayra составляет всего 1350 килограммов.

Мотор для Huayra был разработан подразделением Mercedes-Benz AMG - это шестилитровый двигатель V12 с двойным наддувом, который развивает мощность 700 лошадиных сил и 1000 Нм крутящего момента в базовой версии, и 730 лошадиных сил в версии Sport. Мотор имеет общий блок цилиндров с Mercedes-Benz SL65 AMG Black Series, однако, как обещают инженеры Pagani, в их версии двигатель быстрее отзывается на нажатие педали газа и практически не имеет "турбо-лага".

Трансмиссия - семиступенчатый робот с подрулевыми лепестками, который для Pagain будет выпускать британская компания XTRAC. Тормоза - с карбон-керамическими дисками, конструктивно схожие с механизмами, использовавшимися на трековой модели Zonda R.