Najmocniejszy wariant Stelvio – o nazwie Quadrifoglio – jest napędzany 2,9-litrowym silnikiem V6 o mocy 510 KM i maksymalnym momencie obrotowym wynoszącym 600 Nm. Jest to zmodyfikowany silnik Ferrari F154 – V8 o pojemności 3,9 l z uciętymi dwoma cylindrami. Jednostka ta współpracuje z automatyczną przekładnią 8-biegową oraz napędem na obie osie Quadrifoglio QUAD. Auto w tej konfiguracji jest w stanie rozpędzić od 0 do 100 km/h w 3,8 sekundy i osiągnąć prędkość maksymalną 283 km/h. Dowodem na ponadprzeciętne właściwości tego modelu jest uzyskany wśród seryjnie produkowanych SUV-ów rekord na torze Nurburgring Nordschleife, wynoszący 7:51.7 minuty. Włoski samochód zdeklasował rywali, w tym poprzedniego rekordzistę – 560-konne Porsche Cayenne Turbo S. Silnik Stelvio Quadrifoglio wykonano z lekkiego metalu i wyposażono w układ bi-turbo, zmienne fazy rozrządu, bezpośredni wtrysk paliwa oraz system odłączający cylindry podczas pracy przy znikomym obciążeniu.