La Kawasaki Vulcan 2000 tiene un motor de 2.053 cc, el más grande para una cruiser en ese momento, lo cual atrajo la atención de los entusiastas en ese entonces y todavía lo hace. Kawasaki dedicó más de tres años a su desarrollo para asegurar un producto superior. Diseñaron el gran motor V-twin y lo ajustaron para ofrecer una potencia impresionante, alcanzando su punto máximo de 104 hp en el modelo base en 2004, con un par motor de 176,9 Nm y una velocidad máxima de 200 km/h. Los modelos posteriores, producidos hasta 2010, vieron mejoras en el rendimiento, alcanzando los 116 hp y 191 Nm. Una cadena de transmisión primaria Hyvo transfería esta potencia desde el motor a la transmisión de 5 velocidades, que incluye un embrague húmedo multidisco.
Con una carrera y diámetro de 103 mm x 123,2 mm, el motor DOHC con inyección de combustible presentaba los pistones más grandes jamás utilizados en una motocicleta, junto con bielas de acero de aleación, volantes de inercia de 220 mm y dos árboles de levas dentro del cárter de una sola pieza, con varillas en el lado derecho accionando cuatro válvulas por cilindro. También utilizaba bombas de aceite y agua incorporadas, con la sección superior del motor refrigerada por líquido, mientras que los dos tercios inferiores se beneficiaban de aletas de refrigeración para una regulación óptima de la temperatura.
Además, la moto tiene dos tubos de escape que corren paralelos a lo largo del chasis, emitiendo el sonido clásico de un bicilíndrico, en parte gracias al cigüeñal de un solo pasador. Los soportes de goma del motor aseguran un funcionamiento suave, mientras que los ajustadores hidráulicos de la holgura de las válvulas mantienen un juego de válvulas cero para un rendimiento más silencioso.
