El 607 tiene motor delantero transversal, tracción delantera, cinco plazas y carrocería sedán de cuatro puertas. A diferencia de sus rivales franceses, el Citroen C6 y el Renault Vel Satis, su diseño es más clásico y conservador. Según el nivel de equipamiento y el año, se ofrece con caja de cambios manual de cinco o seis relaciones y automática de cuatro o seis marchas.

Todas las motorizaciones del 607 son compartidas con otros modelos del Grupo PSA. Los gasolina son un 2.2 litros de 160 CV de potencia máxima y un 3.0 litros de 211 CV, ambos de cuatro válvulas por cilindro. Los Diésel son un 2.0 litros de 107 ó 136 CV, un 2.2 litros de 133 ó 170 CV y un 2.7 litros de 204 CV, todos ellos con inyección directa common-rail, turbocompresor de geometría variable, intercooler y cuatro válvulas por cilindro, salvo el 2.0 de 107 CV, que tiene turbocompresor de geometría fija y dos válvulas por cilindro. El motor gasolina 3.0 y el Diésel 2.7 son de seis cilindros en V, mientras que el resto tiene cuatro cilindros en línea.