À l'image du DS 7 Crossback E-Tense (non commercialisé pour le moment), la Peugeot 508 bénéficiera d'une version essence hybride rechargeable. D'ici 2021, sept modèles du groupe PSA proposeront cette technologie, la Peugeot 508 sera donc une pionnière (avec le DS 7 Crossback E-Tense).

Grâce à une batterie de 13 kWh, l'autonomie électrique de la Peugeot 508 devrait se situer aux alentours de 60 km. L'hybridation permettra à la Peugeot 508 de proposer une transmission intégrale et de développer jusqu'à 300 ch.