Novinkou je zážehová šestnáctistovka přeplňovaná turbodmychadlem. Malý motor má výkon 180 koní (132 kW) a 230 Nm točivého momentu v rozmezí od 2200 do 5500 ot./min. Nový motor zvládne zrychlit z 0 na 100 km/h za 9,5 sekundy, rozjede se až na 220 km/h a spotřeba paliva činí kombinovaném cyklu 7,8 l/100 km.

Motor 2.0TTiD je dvoustupňově přeplňovaný vznětový motor. Parametry jsou následující: 400 Nm při 1750 ot./min a maximální výkon 190 k (140 kW). Výsledkem je zrychlení z nuly na 100 km/h za 9,2 vteřiny, kombinovaná spotřeba činí rovných 6,0 l/100 km.

Technickou zajímavostí u tohoto motoru je sekvenční dvoustupňové přeplňování. To využívá kombinaci dvou různě velikých turbodmychadel s tzv. by-passovým ventilem, který usměrňuje proud výfukových plynů mezi oběma turby. Malé turbodmychadlo dodává plnící tlak při nízkých otáčkách motoru nezávisle na jeho zatížení. Při středních otáčkách a vyšším zatížení poskytují plnící tlak obě turbodmychadla, zatímco během vysokých otáček a vysokého zatížení je zapojeno pouze velké turbodmychadlo.

Nový dvoulitrový motor BioPower dovede spalovat benzín a palivo E85 (85 % bioethanolu, 15 % benzínu). V palivové nádrži může být libovolná kombinace těchto paliv. Motor nabídne 220 koní (162 kW) a 350 Nm, dostupných při 2500 ot./min. Nejvyšší rychlost činí 235 km/h a kombinovaná spotřeba paliva je 9,5 litrů na sto kilometrů.

Novinkou pro řadu 9-5 je i adaptivní tempomat. Kromě základních motorů s pohonem předních kol je k dispozici i pohon všech čtyř kol XWD.