Veyron 16.4, представленный в 2005 году, был разработан Volkswagen Group и собирался вручную в Мольсайме. Задача состояла в том, чтобы сочетать мощность более 1000 PS, максимальную скорость 400 км/ч и пригодность для повседневной езды. На решение проблем с охлаждением, шинами и аэродинамикой ушли годы инженерной работы, и они неоднократно задерживали автомобиль.
В основе был 8,0-литровый W16 с четырьмя турбинами, по сути два узких V8, делящих один коленчатый вал, мощностью 1001 PS. На испытательной трассе Volkswagen в Эре-Лессине Veyron показал 408,47 км/ч и стал первым серийным автомобилем, превысившим и 1000 PS, и 400 км/ч. Более поздние версии Super Sport подняли мощность до 1200 PS, а рекорд до более чем 431 км/ч. Veyron вернул Bugatti репутацию производителя очень быстрых эксклюзивных автомобилей.