La GS 450h présente d'excellentes performances, grâce à l'association d'un moteur à essence V6 3,5-litres à injection directe et d'un moteur électrique très puissant (147 kW).
La GS 450h impressionne par sa puissance : elle accélère de 0 à 100 km/h en moins de six secondes et est d'une fluidité totale.
Même lorsque la voiture roule à une certaine vitesse, la puissance encore disponible peut la faire passer de 85 à 120 km/h en moins de cinq secondes. C'est possible grâce au moteur électrique, qui ajoute sa puissance à celle du moteur à essence, pour produire un surcroît d'accélération sans à-coups.
Grâce au système hybride, la GS 450h est remarquablement économique : elle consomme l'équivalent d'un véhicule 4 cylindres 2,0 litres (7,9 l/ 100 km en cycle combiné) et son taux d'émission de CO2 est d'à peine 179 g/km. En outre, au démarrage et quand elle tourne au ralenti, la GS 450h n'émet pas de polluants, car seul fonctionne alors son moteur électrique.
