O BMW X5 atual percorre até 1.186 km com um depósito cheio, com base no consumo em ciclo combinado. Os números abaixo referem-se à variante com melhor autonomia de cada geração.
| Anos | Motorização | Autonomia |
|---|---|---|
| 2000–2003 | Combustão | 969 |
| 2003–2007 | Combustão | 1.081 |
| 2007–2010 | Combustão | 1.037 |
| 2010–2013 | Combustão | 1.149 |
| 2013–2018 | Combustão | 1.339 |
| 2018–2026 | Elétrico | 86 |
| 2026–atualidade | Combustão | 1.186 |
A autonomia é o máximo homologado pelo fabricante para a variante com maior autonomia de cada geração. As gerações elétricas usam a autonomia homologada da bateria; as de combustão são calculadas a partir do depósito e do consumo combinado. Os números implausíveis são excluídos, em vez de mostrados com uma correção adivinhada.