Mecánicamente el 308 comparte muchos elementos con el 307 y algunos datos coinciden, como la distancia entre ejes. No obstante, el bastidor del 308 presenta muchas diferencias en la parte delantera: ha ganado un 10 por ciento en rigidez torsional, la estructura de la carrocería tiene más cantidad de elementos de acero alta resistenciay hay nuevos refuerzos para mejorar favorecer la seguridad en caso de accidente.
El coeficiente de penetración Cx es 0,30 en el mejor de los casos, un valor bajo (para una carrocería de este tipo) que compensa en parte una superficie frontal muy grande; el factor de resistencia aerodinámica es 0,67 m².
Los tres motores de gasolina están hechos conjuntamente con BMW y ya los lleva el 207. El de 1,4 l y 95 CV y el 1,6 l de 120 CV son atmosféricos. El 1,6 l de 150 CV y el de 174 CV están turboalimentado.
El motor de 174 CV, que estuvo disponible hasta mediados de 2009, alcanza la potencia máxima de 174 CV a 6.000 rpm (el de 150 CV la obtiene a 5.800 rpm). En la versión de 174 CV la fuerza a pocas revoluciones disminuye con relación al de 150 CV. Las emisiones de CO2 son de 180 gr por kilómetro, 13 más que la versión de 150 CV y el consumo mixto de 7,6 l/100 km.
Dos de los Diesel (1,6 l de 109 CV y 2,0 l de 136 o 140 CV CV) tienen un filtro de partículas al que hay que añadir un aditivo para su correcto funcionamiento.
Las versiones con el motor Diesel de 90 CV o con el de 109 CV (y cambio de cinco velocidades) tienen un consumo medio de 4,5 l/100 km. Para conseguir ese consumo y que, al menos en España, esté exento del impuesto de matriculación, Peugeot utiliza unos neumáticos de baja resistencia a la rodadura (Michelín Energy Saver). Estas ruedas están disponibles con llanta de 15 y 16” de diámetro.
El cambio automático al que se pueden unir las variantes de 120 y de 140 CV es de convertidor de par de cuatro velocidades. El cambio automático de la versión HDI 136 también es de convertidor de par, pero con seis marchas. El 308 HDI 110 se puede elegir con el cambio automático «CMP» (información técnica).
La dirección del 308 es electrohidráulica en todo caso, con dos ajustes de dureza, en función del motor al que vaya asociado.