Основной целью специалистов Lexus при проектировании нового GS было сочетание мощи и управляемости. Новый кузов с отличной аэродинамикой и более жесткой структурой, значительно усовершенствованная платформа с расширенной колеей, уменьшенное время переключения передач, особый звук двигателя и выхлопа, улучшенная боковая поддержка сидений — все это позволяет испытать за рулем нового GS незабываемые ощущения во время движения.

Обновленная платформа — более жесткая по сравнению с предыдущей моделью: инженеры провели всесторонние испытания и по их итогам значительно увеличили число точек сварки кузова, применив в некоторых местах даже лазерную сварку. Ширина колеи выросла на 40 мм спереди и на 50 мм сзади, что вкупе с измененной подвеской придало новому GS большую устойчивость как на прямой, так и в поворотах.

Новый GS 350 оснащен 3,5-литровым бензиновым двигателем V6 с четырьмя распределительными валами, четырьмя клапанами на цилиндр и двойной интеллектуальной системой регулирования фаз газораспределения (VVT-i). V6 является одним из самых мощных базовых двигателей в классе — 306 л.с. Двигатель GS — единственный среди конкурентов, в котором одновременно используются системы непосредственного и распределенного впрыска топлива. Он разгоняет GS до 96 км /ч за 5,7 секунд и при этом стал более экономичным. 6-ступенчатая секвентальная автоматическая трансмиссия управляется также подрулевыми переключателями и имеет спортивный режим, начиная с базовой комплектации.
Время переключения передач уменьшилось, гидротрансформатор блокируется раньше, а переключение вниз происходит без задержек — это позволило предложить систему Lexus Drive Mode с возможностью выбора одного из четырех режимов работы трансмиссии. В обычных условиях активирован нормальный режим, но водитель может выбрать и один из трех режимов, наиболее подходящий к его стилю вождения.

Версия GS 350 AWD в Европе будет предлагаться только в России, Украине и Казахстане. Эту версию отличает система полного привода с электронным управлением, которая призвана обеспечивать максимальное сцепление с дорогой в любых дорожных условиях. Она может распределять крутящий момент между осями как в равных пропорциях (50/50), так и в соотношении 30/70 — в зависимости от дорожных условий и для полного контроля над автомобилем.