Das Herzstück der beiden neuen Panamera GTS-Modelle, ein Vierliter-V8 mit 338 kW (460 PS) Leistung und einem maximalen Drehmoment von 620 Nm, sorgt in Kombination mit der serienmäßigen Sportabgasanlage für ein emotionales Fahr- und Klang-Erlebnis. Der mit Ottopartikelfilter ausgestattete Biturbo-Motor, der das Vorgängermodell um 15 kW (20 PS) und 100 Nm übertrifft, beschleunigt den Panamera GTS und den Panamera GTS Sport Turismo in Kombination mit dem serienmäßigen Sport Chrono-Paket aus dem Stand in 4,1 Sekunden auf 100 km/h. Die Höchstgeschwindigkeit ist bei 292 beziehungsweise 289 km/h erreicht. Die Kraftübertragung erfolgt ohne Zugkraftunterbrechung über das Achtgang-Doppelkupplungsgetriebe PDK an das Allradsystem Porsche Traction Management (PTM). Den außergewöhnlichen Fahrleistungen steht ein moderater Verbrauch von 10,3 l/100 km (Sport Turismo: 10,6 l/100 km) gegenüber (siehe Fußnote); der CO2-Ausstoß liegt bei 235 g/km (Sport Turismo: 242 g/km).