Beralih pada mesin, Benelli Leoncino 250 dipersenjatai dengan tipe mesin 4 Tak 1 Silinder, DOHC 4 Katup berkapasitas 249 cc. Performa yang begitu efektif dan bertenaga ini pun dilengkapi dengan sistem EFI, pengapian TLI, camshafts overhead ganda, yang dukung hasilkan tenaga maksimum 20,0 kW / 10.500 rpm dan putaran 20,5 Nm / 8500 rpm. Benelli Leoncino 250 juga telah didesain dengan teknologi full digital pada panel indikator sehingga permudah pantau informasi saat berkendara.