Линейка силовых агрегатов кроссовера будет состоять из 3-литрового турбодизельного двигателя мощностью 258 л.с. (560 Нм) (версия BMW X6 xDrive30d 2015), из 381-сильного (740 Нм) дизельного мотора объемом 3 литра, оснащённого тремя турбокомпрессорами (модификация X6 M50d ), и из бензинового 4,4-литрового V8 TwinTurbo, выдающего 450 л.с. и 560 Нм (версия X6 xDrive50i).
Моторы обновленного X6 расходуют на 22% топлива меньше, чем у предыдущего поколения, и работают вместе с 8-ступенчатой автоматической КПП Steptronic.
С дизельным 381-сильным двигателем автомобиль разгоняется с 0 до 100 км/ч за 5,2 секунды, а с бензиновым 4,4-литровым мотором — за 4,8 секунды. Максимальная скорость во всех случаях ограничена электроникой отметкой в 250 км/ч.
В России автомобиль будет продаваться с дизельным 3-литровым мотором мощностью 249 л.с (версия xDrive30d), с бензиновым 4,4-литровым двигателем мощностью 450 л.с. (xDrive50i) и с дизельным 3-литровым агрегатом, развивающим 381 л.с. (версия M50d). В 2015 году на российском рынке появятся модификации с 313-сильным дизелем и с бензиновый мотором объемом 3,0 литра (306 л.с.).
Весной 2015 года автопроизводитель планирует выпустить две новые модификации автомобиля: BMW X6 xDrive35i с 306-сильным (400 Нм) бензиновым агрегатом объёмом 3 литра и BMW X6 xDrive40d с дизельным 313-сильным двигателем.