La variante híbrida se caracteriza por montar en el vano delantero una mecánica atmosférica V6 de gasolina con 3,5 litros de capacidad.
Esta misma caja de cambios se encarga de gestionar el aporte extra de potencia proveniente del propulsor eléctrico, que eroga hasta 200 CV y tiene una fuerza constante de 275 Nm.
La potencia máxima que entregan ambos motores cuando funcionan conjuntamente alcanza los 340 CV, lo que permite al Lexus GS 450h declarar una velocidad máxima de 250 km/h y una aceleración de 0 a 100 km/h en 5,9 segundos.Por el otro lado, el consumo medio homologado es de 7,9 l/100 km, una cifra en la línea de la de las emisiones de CO2, que se quedan en los 185 g/km, un valor que le permite superar la normativa antipolución EU5.
Las versiones 2011 del Lexus GS 450h se distinguirán, asimismo, por incorporar novedades como el PCS System (Pre Crash System) mejorado, con pre-crash brake technology, o los reposacabezas delanteros activos con sistema de inflado que actúa en caso de detectarse un impacto trasero inminente. El sistema de audio y navegación, por su parte, incorpora un disco duro de 40 Gb con cartografía completa de toda Europa y 10 Gb de espacio para almacenar música.