Az új Toyota GR Supra szíve a 3,0 literes, soros hathengeres benzinmotor, 340 DIN LE maximális teljesítménnyel és 500 Nm forgatónyomatékkal. A motor kettős megfúvású turbófeltöltőt, nagy precizitású, közvetlen üzemanyag-befecskendezéssel, valamint folyamatosan változó szelepvezérléssel szerelték fel, ami már egészen alacsony fordulatszámon kategóriaelső nyomatékleadást szavatol. Az erőteljes, kiegyensúlyozott és finom járású, pörgős motor lenyűgöző gyorsítási érzetet kínál. Az elektromotoros működtetésű változó szelepvezérlési rendszer precízen szabályozza a szívó- és kipufogóoldali szelepek nyitását és zárását, tökéletesen lekövetve a vezetési helyzetet és a vezető parancsait. Így a teljes fordulatszám-tartományban rendelkezésre áll a tekintélyes forgatónyomaték, magas fordulatszám mellett pedig a nagy teljesítmény. A szívóoldali szelepemelés vezérlése a mindenkori vezetési helyzethez igazodik, ami a szívási veszteségek csökkenését és a teljesítmény növelését eredményezi. A közvetlen üzemanyag-befecskendezés magas, 35 MPa nyomású rendszerrel működik, amelynek kiváló porlasztási jellemzői és precíz befecskendezés-vezérlése kiváló hatékonyságú égést biztosítanak. A kettős megfúvású turbótöltő kialakítása két részre osztja a kipufogócsonkot a turbinával összekötő csatornát. Ez kioltja a kipufogógáz-interferenciát a hengerekben, így a turbina már kisebb motor-fordulatszámnál működni kezd, és a motor közvetlenebbül reagál a gázparancsra. A motorhoz csatlakozó, nyolcfokozatú automata sebességváltó villámgyors fel- és visszakapcsolást biztosít, alsó fokozatai rövid áttételezést kaptak. A fokozatok a kormánykeréken elhelyezett váltófülekkel kézzel is kapcsolhatók; a váltómű a vezetési stílustól és a körülményektől függően Normál vagy Sport üzemmódban használható. A rajtautomatika maximális tapadást és intenzív álló helyzetből való gyorsító képességet biztosít; használatával az autó mindössze 4,3 másodperc alatt eléri a 100 km/órát. Sport üzemmód választásakor változik a motorhang, a gázreakciók, a váltási pontok, továbbá a lengéscsillapítás, a kormánymű, valamint az aktív differenciálmű beállításai.  A VSC menetstabilizáló rendszer különleges „versenypálya” állásában a rendszer korlátozottan avatkozik közbe, így a vezető nagyobb mértékben használhatja ki a jármű dinamikus képességeit. A Toyota GR Supra Európában forgalmazott kiviteleit minden esetben gyorsítás és lassítás esetén egyaránt működőképes, aktív differenciálművel szerelik fel, amely késlekedés nélkül, zökkenőmentesen képes a teljesen nyitott állásból a 100%-ig zárt állásba kapcsolni. A rendszerhez rendelt ECU számos bemeneti jel – többek között a kormány, a fojtószelep és a fékpedál működtetése, motorfordulatszám vagy perdületi ráta – alapján, a helyzetnek megfelelően működteti a differenciálművet. A berendezés a mindenkori vezetési helyzetet figyelembe véve izgalmasan és zökkenőmentesen változtatja meg a vonóerő elosztását a bal és a jobb oldali kerekek között. Az aktív differenciálmű az abroncsok tapadási határán nagy mértékben javítja a jármű stabilitását és tapadását. A rendszer kedvező hatása a kanyarvétel minden fázisában érezhető; fokozott stabilitást nyújt a fékezés és az ívmenet során, majd maximális tapadással segíti a kigyorsítást. A rendszer működése megváltozik a Sport üzemmódban, amikor nagy sebesség mellett is hatékonyabb kanyarmeneti teljesítményre van szükség – például amikor a Toyota GR Supra egy versenypályán száguld. Ha tiszta lappal fogunk hozzá egy jármű tervezéséhez, először az autó tengelytávolságát és nyomtávját kell meghatároznunk. A Toyota GR Supra esetében ezeket az elvárt dinamizmus és vezethetőség függvényében állapították meg a mérnökök. A legfontosabb szempont a tengelytáv és a nyomtáv közötti, megfelelő arány eltalálása volt. Akkor érhető el egyszerre kiváló dinamizmus és kiemelkedő stabilitás, ha ez az arány 1,5 és 1,6 közé esik. A Toyota GR Supra tervezésekor ezért a fejlesztők az „aranymetszést”, azaz 1,55-ös arányt célozták meg, és erre alapozva optimalizálták a jármű minden további elemét. (pontos adatok: tengelytávolság = 2.470 mm; hátsó nyomtáv = 1.589 mm). A menetdinamika fejlesztésekor a mérnökök rendkívül magasra tették a mércét, és a célkitűzéseket egytől egyig meg is valósították abban a TOYOTA GAZOO Racing által vezetett tesztprogramban, amely a világ minden pontján, a legkülönfélébb úttípusokon tette próbára a jármű képességeit. A közúti tesztek mellett versenypályákon, így többek között a Nürburgring északi nagykörén: a Nordschleifén is vizsgázott a GR Supra. A Lexus LFA szupersportkocsi szerkezeti merevségét is meghaladó, kiemelkedő karosszériaszilárdság, a GT86 kupéénál mélyebb tömegközéppont és az ideális, 50:50 arányú tengelyterhelés elérése a kitűzött menetdinamikai célok megvalósításának alapfeltétele volt, ám ezek eléréséhez a mérnököknek merész döntéseket kellett hozniuk. A kívánatos tömegelosztás érdekében például a motort a lehető leghátrább kellett tolni a motortérben, ez pedig a gyártás terén teremtett új kihívásokat. A különösen merev karosszéria lehetővé tette a futómű-geometria részletekbe menő finomítását, a lengéscsillapítás pontos hangolását. Az új futómű-kialakítás elöl kettős bekötésű MacPherson rugóstagokat, hátul ötlengőkaros konstrukciót alkalmaz. Az első segédvázkeret és a hosszlengőkarok bekötési pontjai rendkívül merevek, ami pontos kanyarvételi tulajdonságokat eredményez, míg az alumíniumból készült hosszlengőkarok és csapágyak a rugózatlan tömeget csökkenve járulnak hozzá a kiemelkedő dinamizmushoz és hatékonysághoz. Az új GR Supra nagy teljesítményű kerékagyakat kapott, megnövelt kerékdőlési szöggel és optimalizált kinematikai jellemzőkkel. A hátsó felfüggesztésnél hasonlóan kis tömegű, igen szilárd segédvázkeretet és a futóművet a karosszériához rögzítő merevítést alkalmaztak, ami rendkívül pontos kerékmegvezetést eredményez. A 19 colos kovácsolt könnyűfém keréktárcsákat kiváló tapadású Michelin Pilot Super Sport abroncsokkal szerelték fel. Ezek hátul valamivel szélesebbek, mint elöl. Az adaptív futómű (AVS) azzal növeli a teljesítményt, hogy azonnal reagál az útfelület változásaira, minden egyes keréknél úgy állítva be a lengéscsillapítást, hogy az autó ‘hozzálapuljon’ az úthoz, és a kormányreakciók tökéletesek maradjanak – ám közben a rugózás is kényelmes legyen. Az érzékelők folyamatosan figyelik az utat, és ennek megfelelően hangolják a kerekek csillapítását. A vezető kétféle üzemmódba kapcsolhatja az AVS rendszert (NORMAL és SPORT), hogy az autó minél tökéletesebben igazodjon a mindenkori vezetési helyzethez. A NORMAL üzemmód kiváló egyensúlyt teremt a stabilitás és a rugózási kényelem között, így a GR Supra sportosan, mégis komfortosan vezethető. A SPORT beállításban az autó jobban az úthoz simul, csökken a karosszéria oldaldőlése, és a kormányreakciók erőteljesebbé válnak. Az elektromos szervokormány sportos hangolást kapott. A szerkezet karakterisztikája automatikusan igazodik a jármű sebességéhez, így kisebb tempónál könnyebb elfordítani, a magasabb sebességtartományban pedig fokozatosan felkeményedik, még jobb kontrollt és stabilitást kínálva. Amikor a vezető SPORT üzemmódba kapcsol, a kormányelfordításhoz szükséges erő is megnő, párhuzamosan a futómű és a hajtáslánc beállításainak változásával. A kormányrásegítés elektromotorja és áttétele külön rögzítést kapott. Így rugalmasabban lehetett megoldani a benzinmotor rögzítéseit, és még lejjebb kerülhetett a Toyota GR Supra tömegközéppontja. Az autó alapfelszereltségének része a vörös színű alumínium Brembo féknyergekkel szerelt, sportos fékrendszer, az első kerekeknél egymással szemben álló, négydugattyús megoldással, hátul pedig úszónyerges, egydugattyús rendszerrel. A hűtött tárcsák mérete elöl 348 x 36 mm, hátul pedig 345 x 24 mm. A rögzítőfék elektromos rendszerű. A fékeket készenléti, szárító és fáradásgátló funkciókkal is kiegészítették a mérnökök; a szárító funkció előre beállított intervallumokban hozzáérinti a betéteket a tárcsákhoz, amikor az autó ablaktörlői aktiválódnak. A fáradásgátló funkció automatikusan megnöveli a féknyomást, ha a tárcsák felforrósodnak. Szintén alapfelszereltség az ABS, a vészfékasszisztens, a járműstabilitás-vezérlés, a kipörgésgátló és a hegymeneti elindulássegítő, akárcsak az aktív kanyarmeneti asszisztens, ami a fékek külön-külön működtetésével kiegészítő perdületi nyomatékot biztosít, javítva az autó fordulékonyságát és segítve a kijelölt nyomvonal tartását.