Con el antecedente de los grandes resultados del Model X, la SUV más segura de acuerdo a los resultados de la evaluación de la NHTSA, el Model S concurrió a las pruebas del instituto especializado en seguridad con mucha confianza. Sin embargo, la empresa de Elon Musk falló en la prueba de más peso y el auto no pudo quedarse con el Top Safety Pick +.
Para quedarse con esa calificación, la más alta de todas, el coche debe tener excelentes resultados en las cinco pruebas de choque que se realizan: impacto lateral, frontal pequeño, frontal moderado, volcadura y colisión trasera. El Model S logró un "Good" (la mejor nota) en los casi todos los tests, pero no logro pasar del "Acceptable" en la prueba más importante, la de choque frontal pequeño.
Esta prueba replica un posible choque en una esquina o contra un árbol o poste, por lo que al no conseguir la mejor nota, el Model S no consiguió quedarse con la mejor calificación posible a pesar de sus prestaciones en materia de seguridad, como los frenos automáticos de emergencia. Para peor, en el examen de luces frontales y en el de anclaje de sillas para niños, el sedán tuvo dos notas muy por debajo de lo ideal, "Poor" y "Marginal", respectivamente.
