2015年9月8日（現地時間）にアメリカのネバダ州ラスベガスで世界初披露[9]され、同年12月9日に日本で発売を開始した[10]。

3代目同様、エンジンには2ZR-FXE型が採用されているが、最大熱効率40%を実現して改良を施すとともに、ハイブリッドシステム全体の小型・軽量化や約20%の低損失化を図ったことで、「E」はJC08モード走行燃費を40.8km/Lに、その他のグレードにおいても37.2km/Lにそれぞれ向上。併せて、歴代初となるE-Four（電気式4輪駆動方式）を採用した4WD車が新設され、こちらも34.0km/Lの低燃費を実現している。今回より本格導入される「TNGA」コンセプトによる、新プラットフォームを導入することで低燃費の実現とデザイン性を両立した低重心フォルム（その証拠に、フロントのトヨタマークの位置がスポーツカーの86と同じ位置にある）となり、基本性能も向上されている。また、歩行者検知機能付衝突回避支援型プリクラッシュセーフティ、全車速追従機能付レーダークルーズコントロール、ステアリング制御付レーンディパーチャーアラート、オートマチックハイビームで構成された衝突回避支援パッケージ「Toyota Safety Sense P」も導入され、「E」・「S」にメーカーオプション設定、「A」以上のグレードに標準装備したほか、3代目の派生車種であるプリウスαやアクアの後期型に導入されているBi-Beam（バイ・ビーム）LEDヘッドランプも導入して全車に標準装備した。

メーターは、速度等を表示する右側のグラフィックメーターと車両状態等の各種情報を表示するマルチインフォメーションディスプレイ（共に4.2インチの液晶メーター）になり、「A」以上に標準装備されるヘッドアップディスプレイもカラー化された。

ボディカラーはフルモデルチェンジに合わせ、世界初の技術により遮熱機能を持たせた「サーモテクトライムグリーン（オプションカラー）」、トヨタ初の技術によってにごりのない鮮やかな赤を実現させた「エモーショナルレッド（オプションカラー）」、先進性とプレミアムな印象を併せ持つ「スティールブロンズメタリック」の新規開発の3色を含めた9色を設定する。

グレード体系が刷新され、燃費性能重視の廉価グレード「E」、基本装備を充実させた標準グレード「S」、先進装備を充実した上級グレード「A」、「A」に本革巻きステアリングホイールや本革シートなどを採用した最上級グレードの「Aプレミアム」の4グレードとなり、「S」・「A」・「Aプレミアム」には17インチアルミホイールなどを採用した「ツーリングセレクション」を設定。新設の4WD車は「E」を除く全グレードに設定される。