Peugeot-ul 508 Plug-In Hybrid are la bază platforma modulară EMP2 (Efficient Modular Platform) a Grupului PSA și un sistem hibrid cu o putere totală de 225 de cai putere, alcătuit dintr-un motor turbo pe benzină de 1.6 litri, care dezvoltă 180 de cai putere, un motor/generator electric de 110 cai putere și o baterie cu o capacitate de 11,8 kWh. Interesant, producătorul afirmă că costurile de proprietate (TCO, achiziție și exploatare) ale Plug-In Hybrid-elor 508 sunt comparabile cu cele ale versiunilor echivalente dotate cu motor diesel BlueHDI 130, de 130 de cai putere, cuplat la o cutie de viteze automată cu opt trepte.
Estimările TCO au fost făcute luând în calcul un scenariu pentru o mașină de companie care parcurge anula circa 30.000 de kilometri, 65% în mod hibrid și 35% în mod 100% electric și un scenariu pentru un proprietar particular care parcurge circa 15.000 de kilometri anual, cu mix 50/50 între modurile hibrid și electric.
În testele de omologare WLTP, 508 Hybrid a emis 29g de CO2/km (1,3 l/100km) și a înregistrat o autonomie de 54 km în modul 100% electric, iar 508 SW Hybrid a emis 30g de CO2/km (1,3 l/100km) și a înregistrat o autonomie de 52 km în modul de rulare 100% electric. Reîncărcarea bateriei durează mai puțin de 1h45 la un Wallbox de 6.6 kW 32 A, disponibil opțional.
Peugeot oferă sistemul Plug-In Hybrid în combinație cu echipările Allure, Allure Business, GT Line, pentru un condus mai dynamic, și GT, echiparea vârf-de-gamă care propune o tapițerie inedită Alcantara Greval Grey ca dotare standard. Amplasarea sistemului de propulsie și a bateriilor a fost efectuată fără compromis, volumul pentru bagaje fiind identic cu cel oferit de versiunile termice (487 litri pentru Peugeot 508 și 530 litri pentru Peugeot 508 SW).