Con el GT 63 S E PERFORMANCE, Mercedes-AMG da a conocer la primera versión híbrida enchufable de este modelo y, además, también la más potente. El sistema propulsor es, en esencia, el mismo que lleva el SL 63 S E PERFORMANCE, un vehículo con el que comparte plataforma y muchos elementos mecánicos. Tiene 816 caballos, 1420 Nm de par y además puede recorrer hasta 13 kilómetros en modo eléctrico gracias a una pequeña batería de 6,1 kWh de capacidad.

El motor de combustión es uno gasolina de ocho cilindros en V, con 4,0 litros de cilindrada y dos turbocompresores. Es el mismo que llevan las versiones 63 y 55 GT 4MATIC+, aunque en este caso la potencia que desarrolla es superior: 612 CV entre 5750 y 6500 rpm y 850 Nm de par entre 2500 y 4500 rpm (ficha comparativa de las tres versiones). La caja de cambios es una automática de nueve velocidades (AMG SPEEDSHIFT MCT-9G) y la tracción es en las cuatro ruedas (4MATIC).

El motor eléctrico desarrolla 204 caballos, está ubicado dentro de la cubierta del diferencial autoblocante posterior y, además, va asociado a una caja de cambios automática de dos relaciones, lo cual es toda una rareza. Como en otras versiones E-PERFORMANCE, Mercedes-AMG ha empleado una batería de pequeña capacidad —6,1 kWh— con la que no ha buscado mucha autonomía en modo eléctrico —esta versión solo puede recorrer 13 km de esta manera—, sino un rendimiento muy alto gracias a unas tasas de carga y descarga muy elevadas.

Dicha batería está compuesta por 560 celdas y su refrigeración es mediante inmersión, un sistema con el que Mercedes-AMG dice mantener la temperatura media de la batería en torno a los 45 grados con independencia del tipo de conducción que se esté practicando. Funciona a 400 voltios, da una potencia sostenida de 95 CV —pico de 204 CV— y solo se puede cargar con corriente alterna a un máximo de 3,7 kW.

Las prestaciones de esta versión son las mejores de toda la gama AMG GT y su consumo homologado, el más bajo. La aceleración de 0 a 100 km/h se completa en 2,8 segundos (una décima menos que el AMG ONE) y la velocidad máxima es de 320 km/h (el GT 63 4MATIC+ de 585 CV tarda 4 décimas más en acelerar desde parado y alcanza solo 5 km/h menos de velocidad máxima). El consumo medio es de 8,2 l/100 km, por 14,1 l/100 km de las versiones 63 y 55 4MATIC y 10,3 l/100 km de la 43 (ficha comparativa).

Hay siete modos de conducción, algunos de ellos exclusivos para esta versión híbrida enchufable —Electric, Battery Hold, Comfort, Slippery, Sport, Sport+, RACE e Individual—. El primero de ellos sirve para forzar al sistema a utilizar el motor eléctrico (siempre y cuando la batería tenga carga suficiente) y el segundo, para mantener la carga de la batería a un determinado nivel y así poder utilizarla en un momento posterior. Todos ellos modifican el funcionamiento de la dirección, del sistema de tracción total, la sensibilidad del pedal de acelerador, el sonido del escape o la dureza de la suspensión.

También hay cuatro niveles de frenada regenerativa que van desde uno en el que no hay retención alguna hasta otro en el que Mercedes-AMG dice que es de tipo «pedal único». La potencia máxima de regeneración es de hasta 100 kW.

La suspensión es la que Mercedes-AMG denomina AMG ACTIVE RIDE CONTROL, que incluye muelles helicoidales y amortiguadores con varios niveles de ajuste (tanto en compresión como en extensión). Además, también tiene un sistema hidráulico que interconecta los cuatro amortiguadores y con el que, según Mercedes-AMG, el confort de marcha es superior y tanto el balanceo de la carrocería como el cabeceo, son mucho menores. 

El eje posterior tiene un sistema de dirección, como en la versión GT 63 4MATIC. Cuando el coche circula a menos de 100 km/h, las ruedas giran en sentido contrario a las delanteras (mejora el ángulo de giro) y cuando lo hace por encima, en el mismo sentido (mejora la estabilidad). El sistema de frenos incluye discos carbocerámicos de 420x40 mm en el eje delantero y de 380x32 mm en el trasero (pinzas fijas de seis pistones delante y flotantes de uno detrás). Las llantas de serie son de 20 pulgadas y llevan neumáticos en medidas 295/35 y 305/35 (eje delantero y trasero, respectivamente), aunque se pueden pedir otras opcionales de 21 pulgadas que, además, son fojadas (pesan menos y son más resistentes). 

El GT 63 S E PERFORMANCE tiene varios elementos de aerodinámica activa, como en otras versiones. En la parte inferior del coche, por ejemplo, justo por delante del motor, hay un pequeño apéndice de carbono que se extiende automáticamente hacia abajo unos 40 milímetros cuando se alcanzan los 80 km/h. De este modo, Mercedes-AMG dice conseguir el denominado efecto Venturi, que genera fuerza descendente y, por tanto, reduce la elevación del eje delantero. 

En la parte posterior del coche también hay un alerón que cambia de posición en función del tipo de conducción que se esté practicando y del modo de conducción seleccionado. A partir de los 80 km/h, dicho alerón se puede mover en cinco ángulos de inclinación para mejorar la estabilidad o para reducir la resistencia al aire.

El sistema multimedia y la instrumentación de esta versión incluyen menús específicos que muestran datos sobre el funcionamiento del sistema híbrido (potencia, par y temperatura, entre otros). Por fuera, los cambios con respecto a otras versiones son casi de matiz: además de la pequeña portezuela que da acceso a la toma de carga (está bajo el piloto derecho), son distintos los anagramas que hacen alusión a la versión, que van pintados en color rojo.