1987年8月、7代目スカイライン（R31型）の2ドアスポーツクーペをベースに、当時のグループA（JTC：全日本ツーリングカー選手権）参戦のためのホモロゲーションモデルとして800台限定で発売された。当時の日産によるモータースポーツ活動の中核を担うべく、レースでの勝利を目的として開発された特別なグレードである。
パワーユニットは、2.0L 直列4気筒DOHC 24バルブの「RB20DET」型をベースに、レース用専用チューニングを施した「RB20DET-R」型を搭載する。等長ステンレス製エキゾーストマニホールドと、ギャレット製T04E大型シングルターボチャージャー、大型空冷インタークーラーを組み合わせ、最高出力は210馬力、最大トルクは25.0kgmを発生。トランスミッションは5速MTのみの設定とされた。
※GTS-Rは開発時間の制約により正確な最高出力測定が行われず実際は230馬力程度出ていたはずとは、開発主幹の伊藤修令氏の談。
外観上の特徴は、専用ボディカラーの「ブルーブラック」に加え、空力特性を追求した大型の固定式リアスポイラーと、フロントのリップスポイラーを装備している点にある。標準のGTSに採用されていた車速連動式の「GTオートスポイラー」は、重量増や信頼性を考慮して廃止され、固定式が選択された。内装もレース走行を意識し、モノトーンを基調としたバケットシートやMOMO社製ステアリングが標準装備された。
シャシー面では、専用の減衰力特性を持つショックアブソーバーや、HICAS（電子制御4輪操舵）を装備し、ハイパワーを受け止めるセッティングが施された。このGTS-Rは実戦投入後、フォード シエラRS500などの強豪を相手に善戦し、後のR32型スカイラインGT-R復活への礎を築いたモデルとなった。
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