Le châssis monocoque en carbone et cadres en alu est bien sûr le même que celui de la 12C mais les différences sont quand même très nombreuses. Cela commence par les silent-blocs des suspensions, qui ont tous été redessinés. On continue avec les ressorts, rigidifiés de 22% à l'avant et 37% à l'arrière. Pour que la 650S conserve l'incroyable confort d'utilisation en toutes circonstances – typique des McLaren –, les soupapes de contrôle des suspensions pilotées ont été modifiées, ainsi bien sûr que les lois de gestion. Et des freins carbone-céramiques sont livrés en série.

Les modifications apportées au V8 3.8 bi-turbo sont également nombreuses et essentielles : nouveaux pistons d'un alliage différent de celui de la 12C, nouvelles culasses, nouvelles soupapes d'échappement, nouveau circuit de refroidissement, calage de l'arbre à cames revu, cartographie modifiée, et il gagne aussi un système de mise hors service des cylindres. Rien à voir avec le passage de 8 à 4 cylindres pour économiser du carburant comme chez Audi par exemple : ici, l'étincelle est désactivée lors des passages de rapport, pour que la sonorité soit plus lyrique à la relance. Délicate attention… Bref, le moteur revendique 650 chevaux (+ 25 par rapport à la 12C) et 678 Nm (+ 78). Ce qui implique d'autres modifications. Les prises d'air latérales (réalisées en carbone sur demande) ont été retravaillées, non seulement pour permettre une meilleure respiration du moteur, plus performant, mais aussi pour, là encore, augmenter l'appui.