Hybrydowy napęd konceptu Peugeot 308 R HYbrid tworzy czterocylindrowy silnik benzynowy 1.6 THP o mocy 271 KM oraz dwa silniki elektryczne umieszczone na przedniej i tylnej osi, które generują po 116 KM. Współpracują one z sześciobiegowa skrzynią manualną i napędzają wszystkie cztery koła. Łączna moc tej hybrydy to 500 KM i maksymalny moment obrotowy 730 Nm.

Peugeot 308 R HYbrid osiąga prędkość maksymalną ograniczoną do 250 km/h. Kierowca ma do wyboru cztery możliwości. W ustawieniu Hot Lap wykorzystuje potencjał wszystkich trzech silników, Track – silnik spalinowy i elektryczny napędzający tylne koła, co daje moc 400 KM i maksymalny moment obrotowy 530 Nm, Road – przeznaczony jest do jazdy poza miastem i silnik elektryczny wykorzystuje tylko do przyspieszania, ZEV – do ruchu miejskiego z preferowanym elektrycznym napędem tylnej osi.

Dzięki napędowi na cztery koła zachowanie Peugeot 308 R HYbrid na drodze jest wzorcowe, zwłaszcza przy wychodzeniu z zakrętów. Układ hamulcowy jest idealnie dostosowany do osiągów auta - jest wyposażony z przodu w hamulce tarczowe wentylowane o średnicy 380 mm z zaciskami czterotłoczkowymi i hamulce tarczowe o średnicy 290 mm z tyłu. Nie są one jednak wykorzystywane przy każdym hamowaniu.

Peugeot Sport zaprojektował układ napędowy w sposób umożliwiający hamowanie silnikami elektrycznymi w pełnym zakresie prędkości, czyli nawet z 250 km/h. Pozwala to nie tylko na oszczędzanie tarcz i klocków hamulcowych, ale ten sposób hamowania z odzyskiwaniem energii jest także jednym z trzech sposobów doładowywania akumulatora trakcyjnego.

Drugim sposobem ładowania akumulatora jest wykorzystywanie przedniego silnika elektrycznego w charakterze prądnicy napędzanej silnikiem spalinowym. Trzecim sposobem jest podłączenie do terminala szybkiego ładowania pozwalającego na całkowite naładowanie akumulatora w ciągu 45 minut.