Модификация YFZ450R стала полностью новой разработкой Yamaha. Для неё был построен новый двигатель, сохранивший диаметр цилиндра и ход поршня от предшественника, но получивший электронный впрыск топлива, а также головку и цилиндр, позаимствованные у кроссового мотоцикла YZ450F, новые картеры, передаточные числа и коленчатый вал.
Двигатель объёмом 449 см³ с пятиклапанной головкой DOHC и жидкостным охлаждением получил изменённую форму впускных каналов и впрыск топлива под управлением 32-битного электронного блока, а конструкция с сухим картером позволила снизить высоту двигателя и центр тяжести машины. Новая рама - лёгкая и жёсткая алюминиево-стальная гибридная конструкция типа Zero Weld, а сама модификация стала более чем на три дюйма шире стандартной версии для лучшей устойчивости в поворотах.