Zaprojektowany od nowa napęd hybrydowy TS050 składa się z 2.4-litrowego silnika benzynowego twin-turbo z bezpośrednim wtryskiem paliwa, wspomaganego przez dwa silniki elektryczne na przedniej i tylnej osi. Obie jednostki elektryczne wykorzystują energię, gromadzoną w akumulatorze litowo-jonowym o pojemności 8 MJ podczas hamowania rekuperacyjnego, kiedy pełnią one funkcję generatorów. Zgodnie z przepisami FIA, nowy napęd zużywa o 10 proc. mniej paliwa, niż poprzednik.

W poprzednich hybrydowych prototypach LMP1 – TS030 Hybrid i TS040 Hybrid – Toyota stosowała napęd z silnikiem wolnossącym, tak samo jak w swoich komercyjnych hybrydach. Wprowadzenie nowego silnika twin-turbo oraz zwiększenie pojemności akumulatorów do 8 MJ pozwoliło wydobyć maksimum możliwości napędu hybrydowego w ramach obowiązujących przepisów FIA. Turbosprężarka powoduje, że silnik pracuje wydajniej przy rozrzedzonym powietrzu, czyli na większych wysokościach i podczas upałów. Dzięki temu TS050 Hybrid wykorzystuje w pełni swój potencjał, bez względu na warunki panujące na torze.

Nowością są także tranzystory z węglika krzemu w sterowniku mocy, którymi zastąpiono tradycyjne tranzystory krzemowe. Zastosowanie ich umożliwiło znaczne zmniejszenie strat mocy, a jednocześnie zmniejszenie wymiarów i masy układu, co poprawiło dynamikę pojazdu i ograniczyło zużycie paliwa.

TS050 Hybrid został pokazany po raz pierwszy podczas oficjalnych testów FIA WEC na torze Paul Ricard w marcu tego roku. W czasie konferencji prasowej na pytania dziennikarzy odpowiadali kierowcy zespołu Toyota GAZOO Racing oraz managerowie, m.in. Hisatake Murata, szef projektu hybrydowych samochodów wyścigowych Toyota Motor Corporation, i Pascal Vasselon, dyrektor techniczny Toyota Motorsport GmbH. Dwa bolidy zespołu Toyota GAZOO Racing zadebiutowały w 6-godzinnym wyścigu Silverstone, w którym Stéphane Sarrazin, Mike Conway, Kamui Kobayashi zajęli 2. miejsce.
.