Машина приводилась в движение мотором воздушного охлаждения редкой конфигурации V4 с рабочим объемом 746 см³ (модель МеМЗ-965) воздушного охлаждения с распредвалом в развале блока между головками цилиндров. Расположение — за задней осью. Частично использовался алюминиевый сплав, картер был из магниевого сплава. Мощность — 23 л.с.
Оригинальной особенностью автомобиля было консольное вывешивание силового агрегата за три точки на картере трансмиссии — двигатель же сам по себе никаких опор или точек крепления к кузову не имел.
На модели ЗАЗ-965А в 1962—1965 гг устанавливался двигатель МеМЗ-966, с увеличенным рабочим объёмом до 887 см³, развивавший 27 л.с., а в 1966—1969 гг — МеМЗ-966А с тем же рабочим объёмом, но уже в 30 л.с.
Было время когда деревья были большими, солнце ярким а моторы двухтактными..