新型『デミオ』のエンジンは旧型と同様に排気量1.3リットル、1.5リットルの2系統だが、どちらも全面新設計のものに切り替えられた。
新開発「MZR」エンジンは、今後のマツダの小型車に採用されるオールアルミ製の次世代エンジンで、等長ロング吸気マニホールド、ステンレス排気マニホールド、連続可変バルブタイミング機構など、最新モデルにふさわしいスペックを持っている。どちらもレギュラー仕様で性能は1.3リットルが91ps（旧型比＋8ps）/12.6kgm（同＋1.6kgm）、1.5リットルが113ps（同＋13ps）/14.3kgm（同＋1.3kgm）。
最高出力、最大トルクともに大幅に増強されているばかりでなく、最高トルクの発生回転数も大幅に下げられ、低回転時のフレキシビリティも大幅に改善されている。旧型モデルのB型エンジンは昭和時代の設計で、静粛性が大きな弱点となっていたが、新型ではエンジン音のレベル、音質ともに格段に向上している。
