Der 2,0-Liter-Common-Rail-Diesel leistet im X3 150 PS und verfügt über 330 Newtonmeter Drehmoment. Den Sprint aus dem Stand auf Tempo 100 absolviert er damit in 10,2 Sekunden, die Höchstgeschwindigkeit wird mit 198 km/h angegeben.

Übertragen wird die Kraft von einem Sechsgang-Schaltgetriebe, wobei der erste Gang besonders auf Zugkraft ausgelegt sein soll, um die Beschleunigung aus dem Stand, das Anfahren am Berg oder mit Anhänger zu verbessern.

Wie alle X3 verfügt er über das Allradsystem xDrive mit elektronisch gesteuerter Lamellenkupplung. Laut BMW soll sich der X3 2.0d mit 7,2 Liter Dieselkraftstoff pro 100 Kilometer begnügen, womit eine durchschnittliche Reichweite von 875 Kilometer möglich wäre. Allerdings erfüllt er nur die Abgasnorm EU3. In Deutschland soll der Wagen 33.800 Euro kosten.

Dafür rollt der X3 2.0d serienmäßig mit All-Season-Bereifung der Dimension 235/55 auf 17-Zoll-Leichtmetallfelgen. Außerdem ab Werk an Bord sind das elektronische Fahrstabilitätssystem DSC, die Bremsassistenzsysteme DBC und CBC.

Außerdem bietet der X3 2.0d eine Anhängerstabilitätskontrolle, die gefährliches Pendeln von Anhängern automatisch erkennen und korrigierend eingreifen soll. Für Sicherheit und Komfort im Gelände sorgt die serienmäßige Hill Descent Control (HDC), die automatisch Geschwindigkeit und Bremseneingriff bei steilen Bergabfahrten regelt.

Zusammen mit der Einführung des 2.0d soll ab September 2004 die Ausstattung aller X3 ergänzt werden. So wird das Audiosystem Business auch CDs mit MP3-Files abspielen können und die Bluetooth-Handy-Vorbereitung alle Funktionen des Fahrerassistenzsystems unterstützen.