파나메라 4 E-하이브리드는 304마력의 2.9ℓ V6 바이터보 엔진과 E-하이브리드 시스템의 결합으로 더욱 강력한 가속력을 제공하는 것이 특징이다. 470마력의 시스템 출력과 66.28㎏·m의 최대토크를 발휘하며 정지 상태에서 100㎞/h까지 가속하는데 4.1초가 소요된다. 파나메라 4 E-하이브리드의 순수 전기 주행 거리는 96㎞(WLTP 기준)까지 증가했다.
파나메라 4S E-하이브리드는 353마력의 2.9ℓ 6기통 바이터보 엔진이 탑재됐으며 총 544마력의 시스템 출력과 76.47㎏·m의 최대토크를 발휘한다. 정지 상태에서 100㎞/h까지 가속하는 데 걸리는 시간은 3.7초다.
4개의 최적화된 E-하이브리드 주행 모드와 개선된 스포츠 및 스포츠 플러스 모드는 효율성을 높인다. 모든 모델은 전기 모드인 E-파워 모드에서 시작하며 배터리 잔량이 최소 충전량 이하로 떨어지면 하이브리드 오토 모드로 자동 전환된다.