Amíg a Q7/Q8 esetén dízelről benzinre vált az S sportmodell, a Q5-ösnél kitartanak a TDI mellett. Igaz, alaposan belenyúltak a 48V-os lágyhibrid rendszerrel és elektromos légsűrítővel is ellátott egyturbós dízelbe, alumínium helyett kovácsolt acéldugattyúk dolgoznak a blokkban, a 2500 bar-os nyomáson dolgozó közös nyomócsöves rendszer ciklusonként nyolcszor képes üzemanyagot fecskendezni az égéstérbe, az új vizes intercooler már a motorblokkon található.

Az eredmény 341 lóerős teljesítmény és 700 Nm-es (1750-3250/perc) maximális nyomaték, ami 5,1 másodperces 0-100 km/óra gyorsulásra és 250 km/órás végsebességre elég. A megfelelő motorhangról a kipufogórendszerbe épített pillangószelep gondoskodik. Már két SCR-katalizátor is van a kipufogórendszerben, az AdBlue tank 24 literes. Extraként kapja a nyomatékot oldalanként is irányítani képes hátsó differenciálmű, az egyedi hangolású felfüggesztés 30 mm-rel alacsonyabb hasmagasságot biztosít az SQ5-nek a Q5-höz képest.