Dotado de un sistema de inyección common rail que trabaja a presiones de hasta 2.000 bar, el cuatro cilindros de 1.968 cc rinde una potencia máxima de 150 CV entre 3.250 y 4.200 rpm, y un par máximo de 320 Nm disponible entre 1.500 y 3.250 rpm. Entre otras tecnologías destaca por su reducida fricción interna, sus dos árboles de equilibrado y un avanzado sistema de gestión térmica, además de por las bombas de agua y de aceite que funcionan bajo demanda, y por su sistema de control de emisiones con un catalizador de reducción selectivo (SCR). Con este motor, el Audi Q5 alcanza una velocidad máxima de 206 km/h, y sólo necesita 9,7 segundos para acelerar hasta los 100 km/h con salida parada. El consumo medio homologado del Audi Q5 2.0 TDI de 150 CV parte desde los 4,5 litros de combustible por cada 100 kilómetros recorridos, y tanto en las variantes equipadas con llantas de 43 cm (17 pulgadas) como de 46 cm (18 pulgadas), las emisiones de CO2 se quedan por debajo de los 120 g/km, por lo que está exento de pagar el Impuesto de Matriculación. De esta manera, el Audi Q5 2.0 TDI de 150 CV tiene un precio de partida desde 40.550 euros en su versión de acabado base.
Como el resto de los motores disponibles, la nueva versión de acceso a la gama Audi Q5 también está disponible con los acabados Advanced, Design y S line. El precio del Audi Q5 2.0 TDI 150 CV Advanced es de 43.220 euros, lo que supone una diferencia de 2.840 euros respecto a la versión de acceso, incluyendo como equipamiento adicional destacado elementos como el sistema Audi parking system trasero, las llantas de 46 cm (18 pulgadas), sensores de lluvia y luces, sistema de información FIS con pantalla a color, airbags traseros, espejos retrovisores plegables, Audi MMI Navegación y el interfaz para teléfonos móviles Audi smartphone interface.
Las versiones Design tienen un sobreprecio de 2.500 euros sobre los Advanced, y añaden los detalles de acabado de la línea design, faros completos LED, climatizador de tres zonas y sistema de aparcamiento Audi parking system plus. Por su parte, los S line suman a los Advanced el equipamiento de la línea sport, faros LED, llantas de 48 cm (19 pulgadas), Audi parking system plus y el paquete S line exterior, todo ello por un sobreprecio de 3.000 euros. Junto a la nueva versión de acceso también se incorporan a la gama Audi Q5 cuatro nuevos colores para la carrocería, todos ellos metalizados: Rojo Marte, Azul Utopía, Azul Lunar y Marrón Java. En julio la oferta de motores se completará con el 3.0 TDI quattro tiptronic de 286 CV y con la versión tope de gama, el Audi SQ5 3.0 TFSI con 354 CV. También se añadirá a la oferta la versión con cambio manual del 2.0 TDI quattro de 190 CV.