Vrcholný Ford Shelby GT350R Mustang má pod kapotou atmosférický osmiválec o objemu 5,2 litru, představený už v „civilnější“ verzi GT 350, který dává přes 500 koní a 542 Nm točivého momentu. Zajímavostí verze Shelby GT350R je použití tzv. ploché klikové hřídele, toto řešení dovoluje jít na maximální otáčky až 8 200/min, což jsou parametry závodních motorů, například značky Ferrari.
Řidič má k dispozici manuální šestistupňovou převodovku a samosvorný diferenciál Torsen. Deceleraci vozu mají na starost brzdy Brembo s 394milimetrovými kotouči vpředu a 380mm vzadu. O stálý kontakt kol s vozovkou se starají magneto-reologické tlumiče MagneRide a pneumatiky Michelin Pilot Super Sport.
Od provedení GT 350 se verze „R“ odlišuje především masivním použitím karbonových doplňků, ze stejného materiálu jsou i kola. Podběhy jsou opatřeny otvory pro odvod vzduchu, aby nedocházelo ke vzniku vztlaku při jízdě vysokou rychlostí. Odlehčení oproti provedení bez přídomku R činí až 59 kilogramů. Podílí se na něm především již zmíněná karbonová kola, Ford na to ale šel důkladně, ve voze nejsou v základní verzi koberečky, autorádio, zadní sedadla nebo klimatizace, odlehčena byla také výfuková soustava, které chybí rezonátory. Samozřejmě je možné všechny tyto prvky ve voze mít, respektive jsou na seznamu příplatkové výbavy.
Zdali se provedení GT 350R podívá i na evropské trhy, prozatím není jasné.