Problemem pozostawało zastosowanie hybrydowej techniki napędu w samochodach luksusowych, w których najważniejszym elementem są wyśrubowane osiągi. Pojawienie się nowego Lexusa GS450h przyniosło rozwiązanie tego problemu w czystej i finezyjnej postaci.
Jeden rzut oka "pod maskę" GS 450h wystarczy, aby stwierdzić, że hybrydowy napęd Lexusa to coś zupełnie niezwykłego. Całkowicie nowy silnik został umieszczony z przodu, z szeregowo-równoległym hybrydowym układem przenoszącym napęd na tylną oś. Hybrydowa jednostka napędowa Lexusa składa się z silnika benzynowego w układzie V6, o pojemności 3.456 cm3, z układem bezpośredniego wtrysku D-4S wykorzystującym dwa wtryskiwacze na jeden cylinder i połączonym z układem zmiennych faz rozrządu zaworów dolotowych i wylotowych Dual VVT-i.
Silnik ten rozwija maksymalną moc 296 KM (wg normy DIN) / 147 kW i moment obrotowy 368 Nm. Współpracuje z nim elektryczny silnik rozwijający moc 200 KM (wg DIN) / 147 kW oraz moment obrotowy 275 Nm, dostępny już w momencie ruszania z miejsca. Cała jednostka napędu hybrydowego Lexusa GS 450h jest w stanie dostarczyć blisko 345 KM mocy wg normy DIN (254 kW) i jest nie tylko najmocniejszym napędem hybrydowym na świecie, ale również po raz pierwszy w świecie osiągnęła wydajność 100 KM mocy z jednego litra pojemności skokowej silnika.
Dużym wyzwaniem dla konstruktorów było ograniczenie rozmiarów i masy poszczególnych elementów i podzespołów napędu hybrydowego. Przekładnię hybrydową umieszczono wzdłużnie, a silnik elektryczny, prądnicę oraz zespół sterujący mocą wraz z dwustanową przekładnią redukującą zamknięto razem w lekkiej zwartej obudowie, która jest dłuższa tylko o 1 cm w porównaniu z 6-biegową mechaniczną skrzynią biegów modelu IS.
W tym miejscu warto również wspomnieć kilka słów o nowatorskim rozwiązaniu zastosowanym w GS 450h, jakim jest elektronicznie sterowana przekładnia planetarna E-CVT (Electronically-controlled Continuously Variable Transmission) z trybem sekwencyjnej zmiany biegów SSM (Sequential Shift Mode). Rozwiązanie to stworzono z myślą o dostarczeniu kierowcy poczucia zwiększonej kontroli nad pojazdem oraz w celu zwielokrotnienia wrażeń podczas sportowej jazdy nowym Lexusem. Przy hamowaniu silnikiem lub zwalnianiu na każdym z 6 stopni przekładnia E-CVT zapewnia reakcję typową dla konwencjonalnej przekładni automatycznej, wytwarzając odpowiednio dużą siłę hamowania z silnika spalinowego.
Efektem są wyjątkowe osiągi oraz płynne i równe przyspieszanie nowego Lexusa. GS 450h rozpędza się od 0 do 100 km/h w 5,9 s; natomiast od 80 do 120 km/h przyspiesza w 4,7 s utrzymując to tempo aż do maksymalnej prędkości 250 km/h bez żadnych odczuwalnych zawahań przy zmianie przełożeń, co jest charakterystycznym objawem najlepszych konwencjonalnych skrzyń biegów. Jako pierwszy samochód hybrydowy na świecie GS 450h osiągnął prędkość 250 km/h. Nawet pomijając płynność przyspieszania, właściwą dla jednostek z turbodoładowaniem, są to osiągi na najwyższym poziomie, które w połączeniu ze zużyciem paliwa 7,9 l na 100 km w cyklu mieszanym - odpowiednim raczej dla samochodów z segmentów o dwie klasy niższych - przez wielu sceptyków przyjmowane są z niedowierzaniem. Jednocześnie model GS 450h ma najniższą w swojej klasie emisję CO2 na poziomie 186 g/km, porównywalną z ekonomicznymi silnikami 4-cylindrowymi o zapłonie samoczynnym.
Dodatkowym efektem ważnym dla środowiska naturalnego jest również najniższa wśród wszystkich silników spalinowych emisja związków azotu NOX oraz węglowodorów HC (w przybliżeniu odpowiednio 0 g/km oraz 0,01 g/km).
