El DS 5 cuenta con un solo motor gasolina, el único que de verdad necesita: el 1.6 THP de cuatro cilindros, capaz de desarrollar 165 caballos (es el mismo del Peugeot 208 GTI, pero en un nivel de potencia inferior). También tiene varias opciones de diesel, así como la variante híbrida Hybrid4.
El THP 1.6 del DS 5 es el mismo que montan otros modelos de alta gama del Grupo PSA, aunque se ha optado por el nivel menor de potencia de 165 caballos en vez del de 210 como otros modelos. Su consumo mixto oficial es de 5,9 litros a los cien y emite 135 g/km de CO2, teniendo cambio automático EAT6.
En los diesel hay más variedad, con tres niveles de potencia para la familia BlueHDi: 120, 150 y 180 caballos de potencia. Mientras que el de 150 caballos tiene caja de cambios manual, los otros dos pueden equipar el cambio automático EAT6 – de hecho, en el de 180 caballos viene de serie.
DS ha tenido la valentía de meterse en el campo de los híbridos con un conjunto poco convencional, alineando un diesel con un motor eléctrico (lo normal es utilizar un gasolina como motor de propulsión). La versión híbrida, que lleva además tracción a las cuatro ruedas, se considera el tope de gama con la caja de cambios manual pilotada CMP6.