2016年5月9日，以“加速世界向可持续能源的转变”的特斯拉正式推出配有75kWh电池组的新Model S 75系列车型，并全面替代装配70kWh的70系列车型。新Model S 75系列车型将拥有比70系列车型更长的续航里程。其中，全轮驱动的新Model S 75D依据欧盟续航里程测试标准（NEDC）测定达到了490公里，而后轮驱动的新Model S 75的续航里程为480公里（NEDC）。同时，新Model S 75系列车型在中国的起售价较70系列维持不变。

特斯拉新Model S 75相比之前的Model S 70多出20公里（NEDC）的续航里程，而特斯拉新Model S 75D相比之前的Model S 70D多出25公里（NEDC）的续航里程。性能方面，新Model S 75系列依然保持了Model S一贯的出色的动力性能，全轮驱动的Model S 75D的0—100km/h加速时间为5.4秒，后轮驱动的新Model S 75的0—100km/h加速时间为5.8秒，两款车型的最高时速均为225km/h。

特斯拉Model S采用了全新家族式前脸设计，独一无二的特斯拉“T”字标识悬浮于车头，并且搭载了LED大灯，并选装LED动态转向灯，让车辆的更时尚、更安全。不仅如此，新Model S还可以选配HEPA高科技空气过滤系统，可以让车内的空气始终保持最佳状态。当然，特斯拉独有的空中升级（OTA）依然对所有的Model S车主免费提供，让车辆可以不断完善、升级。