První vozidla Tatra řady 815 byla poháněna atmosféricky plněnými desetiválcovými motory s řadovým vstřikovacím čerpadlem. Výkon u těchto motorů byl nastavený na 208 kW, tj. 283 k. Protože ale nároky uživatelů stále stoupaly, vyvinula Tatra ještě i motory s jiným počtem válců. Později si bylo možné již objednat vozidlo Tatra 815 i s osmiválcovým motorem anebo i s motorem dvanáctiválcovým. Vznětový dvanáctiválec se vyráběl buď s atmosférickým plněním anebo s nízkotlakým přeplňováním pomocí turbodmychadla. V dalším vývoji nabízela Tatra i pohonné jednotky od jiných výrobců, jako byl například Caterpillar, Cummins či MTU (výkon až 610 kW, tj. 830 k!).
Postupně začal převažovat motor osmiválcový s přeplňováním se zdvihovým objemem 12 667 cm³. Také díky přeplňování tento motor dokázal poskytovat značný výkon – 250, 280 nebo 325 kW (340, 381 anebo dokonce 442 k). Výkon motoru se na kola přenášel přes přídavnou sestupnou převodovku Tatra, disponující dvěma rychlostními stupni, a dále pak pomocí hlavní převodovky, rovněž z dílen Tatry. Tato hlavní převodovka disponovala sedmi rychlostními stupni pro jízdu vpřed a jedním pro jízdu vzad.
Tatra 815 je nejznámější v provedení jako S1 nebo S3, tedy jako jedno- či třístranný sklápěč.*
