Le nom indique la cylindrée du bolide : la 370Z est maintenant propulsée par un moteur 3,7 litres VQ37VHR à distribution variable VVEL (Variable Valve Event and Lift). La puissance distillée par ce bloc est de 331 ch pour un couple de 366 Nm (sous réserve d'homologation). La zone rouge est située à 7000 tr/min. Comparé à la version précédente, environ 35% des éléments moteur sont inédits. La nouvelle boîte mécanique 6 vitesses dispose d'un système de changement de vitesse synchronisé avec fonction "SynchroRev Match" ajustant automatiquement le moteur au régime idéal lors des changements de rapport. Selon Nissan, cela procure dans les phases d'accélération et de rétrogradage des changements de vitesses plus souples. Nissan proposera aussi une deuxième transmission avec palettes au volant.

Maintenant, le moteur s'enclenche grâce à un bouton de démarrage. Les cadrans sont plus grands sur le tableau de bord redessiné. D'ailleurs, les compteurs sont dans l'axe de la colonne de direction pour toujours offrir une bonne visibilité. La console centrale sépare désormais les deux sièges. Il faut également noter que la traverse arrière a disparu, remplacée par des renforts structurels plus discrets. Un nouvel espace de rangement se présente derrière les sièges. Enfin, le coffre est toujours accessible via un hayon. La plage arrière rétractable est proposée en série sur le 370Z.

Les livraisons débuteront en Europe au printemps 2009.