Az eddig is forgalmazott, hagyományos hibrid Sonatához képest ötször akkora lítium-polimer akkumulátorcsomaggal szerelték fel a Hyundai eddigi legfejlettebb hibridjét, a Sonata Plug-in Hybrid modellt. A 9,8 kWh kapacitású akku több mint 35 kilométeres táv emissziómentes megtételére elegendő, ezzel az elektromos hatótávval minden kategóriatársát veri a 4821 mm hosszú hibrid.
A kétliteres, négyhengeres, közvetlen benzinbefecskendezéses motorral (154 LE, 190 Nm), és a hatfokozatú automata sebességváltó nyomatékváltójának a helyére beépített, 68 lóerős villanymotorral szerelt Sonata PHEV legnagyobb rendszerteljesítménye 202 LE. 
Az autó hibridként 5,9 literes átlagfogyasztást hoz, teljesen feltöltött akkumulátorokkal indulva ez az érték 2,5 literre redukálható. Ebben szerep jut a különlegesen kedvező, 0,24-es közegellenállási együtthatójú karosszériának is. A töltés 2,5-5,0 órát vesz igénybe, a folyamatról a műszerfal tetején elhelyezett, jól látható visszajelzősor tájékoztat.
A Hyundai természetesen okostelefonos hozzáférést is fejlesztett az autóhoz, az adatok lekérésén kívül lehetőség nyílik a motor távindítására, az ajtózárak működtetésére, vagy a Google címkeresésre, amelynél a találatokat automatikusan átveszi a Sonata fedélzeti navigációs rendszere. A legfontosabb funkció persze a töltési folyamat vezérlése, időzítése.
A Sonata PHEV hét légzsákot, komplett menetdinamikai segédarzenált és vezetőtámogató rendszercsokrot kapott, de az Európában divatos LED-lámpa mizéria még nem érte el az USA-t, itt még a xenonfényért is felárat kérnek. Alapáras viszont a csomagtérfedelet a vezető jelenlétére magától felnyitó berendezés, míg a holttérfelügyeletért, a megállásig aktív adaptív tempomatért, a sávban tartó automatáért és számos hasonló technológiáért a csúcsmodell esetében is fizetni kell.