90°V型4気筒のレイアウトは、ドゥカティが目指すスポーティなモーターサイクル・エンジンの究極の姿です。MotoGPマシンのデスモセディチGPにも、同じレイアウトのエンジンが搭載されているのは、決して偶然ではありません。90°V型4気筒のレイアウトでは、バランサーシャフトを使用しなくても一次振動を相殺することができるため、シャフトを装着することによる重量増やパワーの損失を避けることができます。エンジンの信頼性と機械効率にとって非常に重要なこの第一の利点に加え、ドゥカティが誇る他のハイテク技術を組み合わせることによって、デスモセディチ・ストラダーレは非常に洗練されたユニットに仕上がっています。その最高回転数は、14,000rpm以上に達します。 

一般的な直列4気筒エンジンと比較して、V型エンジンは横幅をコンパクトに設計できるため、マスを集中化させて、フロントエンドの重量を削減することが可能になります。さらに、クランクシャフトの長さも短いため、ジャイロスコープ効果もより小さくなります。これらすべての要素が、運動性能にプラスの効果をもたらし、コーナーで車体を切り返すときの、より軽く俊敏な挙動を生み出しています。前後のシリンダーバンク間には広いスペースが生まれるため、ウォーターポンプと大容量エアボックス（12.8リットル）を設置して、デスモセディチ・ストラダーレの吸入効率をより高めることが可能になっています。 

エンジンとシャシを最適に統合することは、すべてのドゥカティ製モーターサイクルに共通する基本的なコンセプトです。そのため、デスモセディチ・ストラダーレは、MotoGPマシンと同じように、フロント・シリンダーを42°後方に傾けてシャシに搭載されています。これにより、重量配分が最適化され、ラジエーター面積を拡大して、スイングアームのピボットを可能な限り前方に移動させることが可能になります。

デスモセディチ・ストラダーレは、フレームの構造部材の一部として機能するように設計されています。メインフレームへの接続ポイントには、アッパー・ケーシングのフロント部と、リアバンクのシリンダーヘッド部が追加されました。エンジンブロックは、リアサスペンションとスイングアームの接続部としても機能します。 

一般的なモーターサイクルの場合、クランクシャフトとホイールの回転方向は同一です。しかし、MotoGPの場合、ホイールと逆方向に回転するカウンター・ローテーティング・クランクシャフトが広く使用されています。ドゥカティのエンジン・スペシャリストは、モータースポーツの世界に適用したのと同じ理由で、このレーシングマシンのテクニカル・ソリューションを採用しました。実際、このソリューションには、物理における2つの側面に関連する利点があります。それらは、ジャイロ効果と慣性です。カウンター・ローテーティング・クランクシャフトは、走行中にホイールによって生じるジャイロ効果の一部を打ち消すことによって、ハンドリングおよびコーナーの切り返しにおける俊敏性が向上しています。 

2番目のメリットは、車体および回転するエンジン部品の慣性（すなわち、物体があらゆる状態変化に対抗する挙動）に関係しています。加速中、路面に伝達された駆動トルクは車体を前方に押し出すことによって、ウィリーの傾向が発生します。慣性の法則により、カウンター・ローテーティング・クランクシャフトは反対方向のトルクを発生し、フロントホイールを下げてウィリーの傾向を抑制するため、加速時に有利に働きます。

同様に、制動中または急制動時には、リアホイールがリフトアップする傾向が発生しますが、クランクシャフトも減速するため（エンジン回転数が低下）、リアホイールのリフトアップに対抗する反対方向の慣性トルクが生み出されます。その結果、カウンター・ローテーティング・クランクシャフトは、加速時と制動時の両方で、プラスの効果が得られます。

当然のことながら、このレイアウトを実現するためには、クランクシャフトの回転を進行方向と同じ方向に変換する必要があります。そのため、アイドルホイール（＊）と呼ばれるギアが追加されています。 

70°のクランクピン・オフセットと90°のVバンク角により、あたかも2気筒ユニットのような点火シーケンスが生み出されています。ドゥカティでは、この独特な点火順序を“ツインパルス”と呼んでいます。その特徴は、モーターサイクルの左側と右側の2つのシリンダーがすばやく着火することです。タイミングチャートにおける点火ポイントは、0°、90°、290°、380°です。独特な点火順序によって、このV型4気筒エンジンは、デスモセディチMotoGPマシンと非常によく似たサウンドを奏でます。

フロントバンクのジェネレーター側の第1シリンダーが0°のタイミングで着火すると、その直後の90°のサイクルで、同じ側のリアバンクのシリンダーが着火します。その後、しばらくインターバルが空いて、駆動トルクが発生しない状態が続いてから、クラッチ側の2つのシリンダーが90°のサイクルで着火します。“ツインパルス”の点火順序による重要な利点は、ドゥカティスタを魅了する独特なエグゾースト・サウンドだけでなく、ドゥカティMotoGPライダーに最高と評価されたパワー特性を実現していることです。この特性は、とくにコーナリング時およびコーナーからの脱出時に、ライダビリティの面で大きなアドバンテージをもたらします。 

MotoGPエンジンと同様、デスモセディチ・ストラダーレにもセミ・ドライサンプ・システムが装着されています。これにより、いかなる状況であっても、すべての稼動パーツに対して適正なオイルの供給と回収が行われます。

チェーンで駆動されるオイルポンプは4つのステージで構成されています。1つはオイルの供給用のローブポンプで、3つは回収用です。回収用の1つのギア付ポンプは、2つのダクトを介してシリンダーヘッドからオイルを引き抜きます。他の2つのローブポンプは、ピストン下のクランクケースを一定の真空状態に保ちながら、あらゆる作動状況で効果的にオイルを回収します。これにより、一般的な潤滑システムで発生する空気抵抗によるパワーの吸収や、コネクティングロッド・ケース内のオイルが波打つことによって引き起こされるパワーロスを抑制します。

フィルターハウジングとしての役割も備えているオイルタンクは、クランクケースの下に取り付けられ、ギアボックスに接続されたマグネシウム製のサンプ内に設置されていますが、クランクケースとは隔離されています。オイルの冷却には、ウォータークーラーの下に固定された専用のラジエーターを使用します。