El Alfa Romeo Stelvio Quadrifoglio tiene un motor de gasolina V6 bi-turbo, desarrollado con los conocimientos de Ferrari. Sus 510 CV proporcionan una aceleración de 0 a 100 km/h en 3,8 segundos y una velocidad máxima de 283 km/h. Su ágil maniobrabilidad se debe a la suspensión activa con control electrónico del amortiguador (AlfaTM Active Suspension), al sistema AlfaTM D.N.A. Pro Dynamic Driving Control, mejorado con el modo «Race» de altas prestaciones, el sistema de frenado de alto rendimiento Brembo®, la tracción a las cuatro ruedas AlfaTM Q4 controlada electrónicamente, la distribución de peso ideal de casi 50/50 entre los ejes delantero y trasero, y la transmisión muy directa de la dirección.
Los asientos deportivos, tapizados en una combinación de piel y Alcantara®, y un cambio automático de ocho velocidades, que permite cambiar de marchas mediante las levas en el volante, mejoran aún más el placer de conducción. Poco después de su estreno, el Alfa Romeo Stelvio Quadrifoglio estableció un récord de vuelta para los SUV de serie en el legendario Nordschleife de Nürburgring. Los aspectos más destacados del Model Year 2020 incluyen avanzados sistemas electrónicos de ayuda al conductor, que permiten la conducción autónoma de nivel 2, y un sistema de infoentretenimiento recientemente desarrollado, con una pantalla de 8,8 pulgadas (22,3 centímetros).