Osiągi mały|Bugatti Veyron – komora silnika mały|silnik W16 8.0l Prędkość maksymalna Bugatti Veyron początkowo miała wynosić 406 km/h, jednak egzemplarze testowe były niestabilne przy tak wielkiej prędkości, co wymusiło przeprojektowanie aerodynamiki auta. W maju 2005 roku prototypowy Veyron, testowany na torze Volkswagena niedaleko Wolfsburga w Niemczech osiągnął elektronicznie ograniczoną prędkość 400 km/h. W październiku 2005 roku, redaktor magazynu Top Gear James May, testował ostateczną wersję Veyrona. W tym teście, na torze testowym Ehra-Lessien Volkswagen AG, pojazd osiągnął prędkość maksymalną 407,8 km/h.
Bugatti Veyron przyspiesza od 0 do 100 km/h w 2,5 sekundy. Prędkości 200 i 300 km/h osiąga odpowiednio w 7,3 i 16,7 sekund. Te osiągi czynią Veyrona obok Dauera Le-Mans 962 jednym z najszybciej przyspieszających samochodów seryjnych w historii. Wyraźnie pobił go pod tym względem jego bezpośredni konkurent, szwedzki Koenigsegg One:1. Spalanie ma także najwyższe ze wszystkich produkcyjnych aut, zużywając średnio 40,4 l paliwa na 100 km w cyklu miejskim i 24,1 l/100 km w cyklu mieszanym, a na trasie 14,7 l. Przy maksymalnej prędkości samochód spala ok. 125 l/100 km – a to oznacza, że jego 100 litrowy zbiornik wystarcza na niespełna 12 minut jazdy (albo na przejechanie około 80 km).