Für den Polo IV gab es eine breite Palette an Motorisierungen, die allerdings nicht immer frei von Problemen waren. Bei den frühen 1,4-Liter-Benzinern etwa konnte im Winter das Kurbelwellengehäuse bei häufig gefahrener Kurzstrecke aufgrund des Kondenswassers, das sich im Öl befand, „einfrieren“. Eine PVC-Heizung und eine Entlüftung des Kurbelwellengehäuses lösten das Problem. Die TDI-Dieselmotoren waren grundsätzlich in Ordnung, obwohl auch hier hin und wieder Mängel auftraten – vor allem die Turbolader, bei denen per Chip-Tuning an der Leistung gedreht wurde.
Bei den Selbstzündern rangierten die Leistungen zwischen 64 PS und 130 PS. Das Facelift im Jahr 2005 markierte das Ende des veralteten 1,9 SDI-Triebwerks mit 64 PS, bei dem noch eine Verteiler-Einspritzpumpe verwendet wurde. Die Einstiegsmotorisierung wurde nun ein 1.4 TDI mit 70 PS. Für die beiden 1.4 TDI (70 PS und 80 PS) und den 1.9 TDI (101 PS) bot VW gegen Aufpreis einen Dieselpartikelfilter. Der war jedoch für die leistungsstärkste Ausbaustufe des 1.9 TDI mit 130 PS nicht erhältlich. Nach dem Facelift erfüllten alle Diesel die Abgasnorm Euro 4.
Üblicherweise war bei einem Kleinwagen die Zahl der Benziner-Motorisierungen größer. Bei der vierten Polo-Generation kamen zunächst ausschließlich 1,4-Liter- und 1,6-Liter-Vierzylinder zum Einsatz, die bis 180 PS im Top-Modell „Polo GTI Cup-Edition“ (ab Juni 2006) stark waren. Die FSI-Direkteinspritzungs-Technologie hielt in einem 1,4 Liter-Aggregat mit 86 PS bereits ab April 2002 Einzug. Allerdings war dieses Triebwerk träge, für E10-Kraftstoff nicht geeignet und wurde deswegen aus dem Antriebsangebot gestrichen.
Ab der Modellpflege im April 2005 erweiterte VW die Antriebspalette bei den Otto-Motoren. Ein Novum stellte der 1,2-Liter-Dreizylinder mit 55 PS dar, der bis Mai 2007 auch noch als Zwölfventiler mit 64 PS zur Verfügung stand. Nach diesem Zeitpunkt stieg die Leistung des Dreizylinder-Duos auf 60 PS und 70 PS an. Allerdings waren diese Einstiegsmotorisierungen etwas träge. Einen guten Kompromiss zwischen Sparsamkeit und Agilität stellten die 1,4-Liter- (75 PS / 80 PS und 86 PS) und 1,6-Liter-Motorisierungen mit bis zu 105 PS dar.
Als Getriebe kamen beim Polo IV eine Fünfgang- oder Sechsgang-Handschaltung (nach der Modellpflege), eine Viergang-Automatik oder ein 6-Gang-Tiptronic-Automatikgetriebe zum Einsatz.
