Avec seulement 2,3 secondes pour passer de 100 à 0 km/h et moins de 10 secondes pour passer de 407 à 0, s'il y a un domaine où les performances de la Bugatti Veyron 16.4 Grand Sport sont encore meilleures qu'à l'accélération, c'est le freinage.
Disques de frein carbone-céramique ventilés, étriers de freins monobloc huit pistons à l'avant et étriers 6 pistons à l'arrière garantissent une force de freinage maximale et un refroidissement optimal. De plus, à des vitesses supérieures à 200 km/h, l'aileron arrière fait office d’aérofrein. En effet, il faut alors moins de 0,4 secondes à ce dernier pour atteindre une position de 55 degrés. Résultat : à 100 km/h, la distance de freinage est inférieure à 32 mètres.