作为一款开山之作，雪铁龙在天逸C5 PHEV上可谓颇为用心。新车采用了1.6T高功率涡轮增压发动机和P0+P2+P4三电机架构的动力系统。发动机最大功率147kW，最大扭矩300Nm，动力水平与市场主流2.0T发动机相当。高惯量涡轮能够强化发动机在中高转速区间的动力表现，从而更好地实现动力性和经济性的平衡。
三电机架构中，P0电机通过皮带与发动机连接，它可以启动发动机，并且为12V蓄电池充电。同时，P0电机可以将发动机转速快速拉升到高效区间，降低换挡顿挫提升行驶平顺性，并且能降低传统起动机的启动噪音。
P2电机为前电机，集成于爱信ATN8变速箱内，它的最大功率为81kW，峰值扭矩320N·m。P2电机可以为天逸C5 PHEV实现纯电驱动、与发动机混合驱动，还能充当发电机给动力电池充当，在制动时还可提供能量回收功能。
P4电机为后电机，内置于三合一电驱总成内，最大功率83kW，峰值扭矩166N·m。P4电机可以单独驱动车辆，在与前电机共同作用时可让车辆进入纯电四驱状态，而与发动机共同作用时可让车辆进入混合四驱状态。并且，P4电机在车辆制动时也能带来能量回收。