Под капотом 350Z с обозначением GT-S установлен турбированный 3,5-литровый двигатель, мощность которого повысили более чем на 25% по сравнению со стандартной версией. Мощность выросла с 300 л.с. до 382 л.с., а крутящий момент достиг 425 Нм. Разгон до сотни "заряженного" купе сократился на 1 секунду (до 4,8 секунд) по сравнению с обычным 350Z.
Кроме силового агрегата, у автомобиля была усовершенствованна подвеска, установлены колесные диски с широкими шинами. Помимо этого, Nissan 350Z GT-S получил новый аэродинамический обвес, увеличивающий прижимную силу.
Стоит отметить, что серийное производство спортивного купе пока официально не планируется.