Di bagian mesin penggeraknya, X-Class hadir dengan menggunakan mesin diesel empat silinder berkapasitas 2.4 liter milik Renault. Single turbo pada tipe X 220 d dan konfigurasi twin turbo pada tipe X 250 d. Di beberapa negara, mesin ini juga terlihat pada Nissan NP300 Navara.
Tipe X 220 d menggunakan penggerak roda belakang permanen. Sementara X 220 d 4Matic memiliki tenaga 160 dk pada 3.750 rpm dan torsi sebesar 450 Nm dari 1.500 hingga 2.500 rpm, serta menggunakan penggerak all-wheel drive.
Untuk X 250 d 4Matic, tipe ini memiliki tenaga sebesar 188 dk dan torsi 450 Nm. Semua tipe menggunakan transmisi manual 6-percepatan. Namun, pada tipe X 250 d 4Matic memiliki transmisi otomatis 7-percepatan sebagai pilihan lainnya.