Motor W16 koji danas pokreće Bugatti Chiron bliži se svom 20. rođendanu. Ovo inženjersko čudo postavilo je novi standard za performanse kada je Veyron stigao na ceste 2005. godine, a i sam automobil je od tada prošao kroz ozbiljne revizije koje su samo povećale njegovu snagu i dominaciju. Razvoj onoga što će postati Bugattijev W16 motor započeo je kao crtež na koverti 1997. godine. Tadašnji predsjednik Upravnog odbora VW Grupe, Ferdinand Karl Piëch, prvi je zamislio 18-cilindarski motor koji će na kraju postati 8,0-litarski 16-cilindarski agregat sa četiri turbopunjača kakvog ga poznajemo danas.

Agregat je prošao svoj prvi test 2001. godine, dostigavši zamišljenu i traženu snagu od 1.001 KS, a sama snaga motora zahtijevala je od Bugattija da razvije nove načine testiranja motora.  Inženjeri su radili na slijepo a prema VW-ovom šefu razvoja motora Karl-Heinz Neumannu, "nije bilo literature ili empirijskih podataka" za automobile koji bi mogli ići brže od 350 kilometara na čas sa motorom sa više od 12 cilindara. Jedna od većih prepreka tokom razvoja automobila bila je osiguravanje da ostane „uzemljen“ i da može prenijeti svu snagu na asfalt.

Bugatti Veyron i njegov W16 motor je stigao 2005. godine, što je inženjerima Bugattija dalo četiri godine da usavrše glatkoću i pouzdanost motora, što je zahtijevalo više tehničkih inovacija. Dizajn W16 otežavaloo je otkrivanje zastoja u paljenju ili kucanja motora, pa je kompanija razvila Bugatti Ion Current Sensing koji je dizajniran za praćenje jonske struje svake svjećice i koji može deaktivirati cilindar, usporiti tajming ili smanjiti pritisak ako otkrije kucanje ili preskakanje paljenja.

Bugatti je nadogradio W16 motor 2010. godine, dodajući veće turbo punjače i druge modifikacije, što je povećalo njegovu snagu na 1.200. Međutim, sa dolaskom Chirona Bugatti je „bacio“ stari motor i sve razvio od nule. Novi W16 je isporučio 1.500 KS, što Bugatti pripisuje turbo punjačima koji imaju novo sekvencijalno turbo punjenje.