和舊款X5相比，新款X5采用了新的動力總成，其中頗有看點的便是新增加的xDrive 30d柴油版車型。該車采用的是直列6缸渦輪增壓柴油發動機，最大功率為190kW/4000rpm，峰值扭矩為560N?m/1500-3000rpm。而作為主力的xDrive35i車型所配備的發動機其實和2013款車型一樣，都是3.0L直列6缸雙渦管單渦輪增壓發動機，最大功率為225kW/5800-6400rpm，峰值扭矩為400N?m/1200-5000rpm。

和舊款X5相比，這次在頂配的X5上，寶馬終于放棄了大排量的4.4L雙渦輪增壓發動機。其為xDrive50i搭載了一臺更符合國情的4.0L V8雙渦輪單渦管增壓發動機，其最大功率為300kW/5500-6400rpm，峰值扭矩為600N?m/1750-4500rpm。

傳動上，xDrive30d、xDrive35i領先型、xDrive35i豪華型都采用8速手自一體變速箱。而高配的xDrive35i尊享型和頂配的xDrive50 M則選用了悉心調校的8速運動型手自一體變速箱。在性能上，全新寶馬X5中的柴油版xDrive30d只需6.9秒就能達到100km/h的車速，而汽油版xDrive35i車型的靜止到百公里加速提高至6.5秒。當然最牛的還要數xDrive50i M，該車的百公里加速只要5.3秒。