Model S zaprojektowany żeby być najbezpieczniejszym samochodem na drodze. Potwierdzeniem są najwyższe oceny we wszystkich kategoriach crash-testów zrealizowanych przez National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA). Wysoki poziom bezpieczeństwa zapewnia wyjątkowa elektryczna transmisja, zainstalowana pod fotelami kierowcy i pasażera. Jej niezwykłe położenie istotnie obniża środek ciężkości, udoskonalając sterowność samochodu i zmniejszając ryzyko przewrócenia się do minimum. Wzmocniona rama aluminiowa zabezpiecza pasażerów i robi dach samochodu bardziej wytrzymałym. Model S jest wyposażony w 8 air-bagów, które chronią kierowcę i pasażerów w przypadku awarii, a system automatycznie wyłącza zasilanie samochodu. Przy najgorszym zbiegu okoliczności, żaden samochód nie zapewni tak wysokiego poziomu bezpieczeństwa jak Model S.