Alfa Romeo 156 blev fremstillet på fabrikken i Pomigliano d’Arco ved Napoli, stedet, hvor også Alfasud i sin tid blev fremstillet, og allerede ved præsentationen kunne den fås med seks forskellige motorer, fire benzin og to diesel. Benzinmotorerne var 1.6 T.S. 16V med 120 hk/144 Nm, 1.8 T.S. 16V med 144 hk/169 Nm, 2.0 T.S. 16V med 155 hk/187 Nm og 2.5 V6 24V med 190 hk/222 Nm. Den 6-cylindrede var den allerførste Alfa Romeo med “drive by wire”, dvs. ledning i stedet for kabel fra gaspedal til motor. Dieselmotorerne var 1.9 JTD med 105 hk/255 Nm og 2.4 JTD med 136 hk/304 Nm.

Alfa Romeo 156 blev kåret som Årets Bil i Danmark 1998 med 203 point, hvor de nærmeste konkurrenter Citroën Berlingo/ Peugeot Partner og Citroën Xsara måtte nøjes med henholdsvis 152 og 139 point. Alfa Romeo 156 blev også kåret som Årets Bil i Europa (Car of the Year) 1998 med 454 point, hvor de nærmeste konkurrenter, Volkswagen Golf og Audi A6, måtte nøjes med henholdsvis 266 og 265 point. En knusende sejr til Alfa Romeo 156 i både Danmark og Europa.

De to diesel-varianter var 1.9 JTD med en 4-cylindret rækkemotor på 1.910 cm3 med en maksimal effekt på 105 hk v/4.000 o/m og et maksimalt drejningsmoment på 255 Nm v/2.000 o/m, og 2.4 JTD med en 5-cylindret rækkemotor på 2.387 cm3 med en maksimal effekt på 136 hk v/4.200 o/m og et maksimalt drejningsmoment på 304 Nm v/2.000 o/m.

De to dieselmotorer var verdens første personbils-dieselmotorer med commonrail-system, hvilket vil sige, at rørene med dieselolie er ét sammenhængende rør (commonrail), der er under konstant tryk. Ved hver cylinder er der en magnetventil, der styres af bilens elektronik. Hermed opnås en mere præcis styring end ved de traditionelle indsprøjtningssystemer, der fungerer ved, at der fra højtryksdieselpumpen går et langt rør ud til hver cylinder, hvor der sidder en fjederbelastet ventil. Når indsprøjtningen skal ske i en cylinder, sendes en trykimpuls ud gennem det lange rør, og den breder sig gennem røret og åbner til sidst den fjederbelastede ventil. Det siger sig selv, at indsprøjtningen ikke kan blive så præcis, som ved commonrail-systemet.
 

Ved commonrail-systemet kan man også give en lille for-indsprøjtning, der gør forbrændingen blødere (støjreduktion på op til 8 dB(A)), og det gør det også lettere at opnå tilfredsstillende forureningsværdier. Commonrail-systemet er i princippet identisk med de benzinindsprøjtningssystemer, som har været kendt længe, men det har krævet megen udvikling at få det til at fungere, idet commonrail-systemet kræver et brændstoftryk på 1350 bar mod kun 5-7 bar i et traditionelt benzinindsprøjtningssystem.

Udviklingen af commonrail-systemet begyndte i 1987 som et samarbejde mellem Fiat Research Centre og Magneti Marelli. Da systemet var færdigudviklet i 1994, og man skulle videre til en egentlig produktionsmodning, solgte Fiat og Magneti Marelli patentrettighederne til Bosch, der så har færdigudviklet systemet.

Hos Alfa Romeo kaldes systemet for Unijet, og både 1.9 JTD og 2.4 JTD har direkte indsprøjtning (uden forkammer), turbolader og ladeluftkøler. 2.4 JTD har turbolader med variable indløbsskovle, og den 5-cylindrede motor har en modsat-roterende balanceaksel. Begge motorer imponerer med et meget stort drejningsmoment, og selv 1.9 JTD har et større moment end sin 6-cylindrede benzinsøster. De to dieselmotorer har et gennemsnitligt brændstofforbrug på henholdsvis 17,2 og 14,9 km/l.

I 2001 fik 1.9 JTD turbolader med variable indløbsskovle, og senere fik begge dieselmotorer fire ventiler pr. cylinder. I 2005, som var sidste år med model 156, kunne 1.9 JTD 16V prale af 150 hk v/4.000 o/m og 305 Nm v/2.000 o/m, og 2.4 JTD 20V havde 175 hk v/4.000 o/m og 385 Nm v/2.000 o/m. Det gennemsnitlige brændstofforbrug var henholdsvis 16,9 og 15,2 km/l.