Der Volvo XC90 wird von einem 2,4 Liter großen Fünfzylinder-Turbodiesel angetrieben, den es in zwei Leistungsstufen gibt. Beide Varianten verfügen serienmäßig über ein Sechs-Stufen-Automatikgetriebe und erfüllen die Abgasnorm Euro 5. Einstiegsmodell ist der XC90 D4 mit 163 PS und einem maximalen Drehmoment von 340 Newtonmetern (Nm). Das ausschließlich mit Frontantrieb angebotene Fahrzeug erreicht damit aus dem Stand in 11,8 Sekunden Tempo 100, die Höchstgeschwindigkeit liegt bei 190 km/h. Der Normverbrauch des gut 2,1 Tonnen schweren SUV liegt bei 8,1 l/100 km.
Das Spitzenmodell ist der XC90 D5, den es ausschließlich mit Allradantrieb gibt. Hier entwickelt der Common-Rail-Diesel 200 PS und ein maximales Drehmoment von 420 Nm. Damit wird Tempo 100 in 10,3 Sekunden erreicht, die Spitzengeschwindigkeit beträgt 205 km/h. Der Normverbrauch liegt mit 8,2 l/100 km nur minimal über dem rund 50 Kilogramm leichteren, schwächeren und lediglich frontgetriebenen XC90 D4. Die stärkere XC90-Variante bietet sich auch als Zugfahrzeug für Wohnwagen, Boots- oder Pferdeanhänger an. Die Anhängelast liegt bei 2.250 Kilogramm, das sind 450 Kilogramm mehr als beim D4.
Varianten mit Benzinmotoren oder mit einem Hybridantrieb hat Volvo nicht im Angebot, dafür eine kleine Leistungsspritze für die Dieseltriebwerke durch die hauseigene Sportabteilung Polestar. Für 1.199 Euro Aufpreis kann über einen Volvo-Vertragspartner ein Performance-Paket gebucht werden, das bei beiden Dieselmotoren das maximale Drehmoment jeweils um 40 Nm anhebt. Die Leistung steigt beim D4 von 163 auf 185 PS, beim D5 von 200 auf 210 PS.
