Die Motorsportabteilung der Franzosen hat für den 308 R Hybrid einen 199 kW/270 PS starken Zweiliter-Benziner mit je einem 85 kW/115 PS starken Elektromotor an beiden Achsen kombiniert. Mit einer Systemleistung von 368 kW/500 PS und einem maximalen Drehmoment von 730 Newtonmeter beschleunigt der von den Designer innen wie außen gründlich nachgeschärfte Kompaktwagen in weniger als vier Sekunden von 0 auf 100 km/h.

Die Spitzengeschwindigkeit gibt Peugeot mit 250 km/h an. Weil der 308 R Hybrid allerdings auch über eine große Lithium-Ionen-Batterie verfügt und nennenswerte Strecken rein elektrisch fahren kann, sinkt der Normverbrauch laut Peugeot auf 2,9 Liter, und der CO2-Ausstoß geht auf 70 g/km zurück. Angaben zu den Serienaussichten des Sport-Hybriden und der Plug-In-Technik machte Peugeot allerdings noch nicht.