パワートレインはGRヤリスに採用される直列3気筒1.6Lターボ「G16E-GTS」だが、GRカローラに合わせてアップデート。具体的には吸気ポートの進化、大型排気バルブ／マルチオイル・ジェットピストンの採用、エキゾーストの進化（3本出しマフラー）などにより、GRヤリスの272ps／370Nmから304ps／370Nmへと出力を向上。6速MTのギア比はGRヤリスと同じだが、ファイナルが3.941（1～4速）／3.350（5-6速、後退）から4.058（1～4速）／3.45（5-6速、後退）に変更された。
車両重量は1470㎏とGRヤリスに対して＋200kgだが、それを相殺できるパフォーマンスに仕上がっている。AWDシステムはGRヤリスと同じく電子制御油圧多板クラッチを採用した「GR-FOUR」だが、GRカローラのパッケージングやディメンジョンを合わせた専用制御だ。
プラットフォームはベースとなるカローラ スポーツと同じTNGA GA-Cだが、スポット溶接や構造用接着剤、ブレースなどを用いて高剛性化された専用ボディーを採用。軽量化も抜かりなしで、CFRP製のルーフやアルミ製ボンネット／ドアなどを採用。サスペンション回りは専用のスプリング／ショックアブソーバーはもちろん、専用サスペンションメンバー（5kg軽量化＋ロアアーム取り付けポイント15mmアップ）、ブッシュのピロボール化、トルセンLSD（前後）、前後対向キャリパー（フロント：4ポット／リア：2ポット）の採用など変更部位は多岐にわたる。
「よさを引き出すためにすべてを進化」
タイヤは235／40R18サイズを履くが、北米仕様のミシュラン・パイロットスポーツ4に対してADVAN APEX V601をセレクト。アルミホイールも北米仕様の鋳造に対してBBS製鍛造が奢られる。
ちなみに坂本チーフエンジニアはGRカローラのメカニズムに関して、このように語っている。
「メカニズムはカローラのよさを引き出すためにすべてを進化させています。パワートレインは企画当初はGRヤリスの物をそのまま使う予定でしたが、それだと大きくて重いGRヤリスにしかなりませんので、出力アップを行っています。ちなみにエンジン側のアップデートは水素エンジンにも水平展開、その効果は極限状態で確認済みです。
フットワークは軽い／コンパクト／俊敏なGRヤリスに対して、カローラのディメンジョンのよさ……ロングホイールベース／ワイドトレッド／スタビリティの良さを活かしたセットアップを行っています。その中でも専用サスペンションメンバーやワイドトレッド、駆動制御（トラックモード）やパワートレインの応答性などは、極限状態で戦う水素カローラでの知見・経験が色濃くフィードバックされています。ちなみに水素カローラはGRカローラよりもさらに車両重量が重いので、それらを実証するには本当にいい実験場でした」
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