BMW가 2019년 7월 24일, X5의 플러그인 하이브리드 버전 xDrive 45e를 8월부터 생산한다고 발표했다. 기존 모델의 하이브리드 버전은 xDrive 40e였으나 출력 증강에 의해 서브 네임이 달라졌다.

엔진은 2.0리 직렬 4기통 직분 터보 가솔린에서 3.0리터 직렬 6기통 직분 가솔린 터보로 바뀌었다. 최고출력 286마력을 발휘하는 이 엔진에 112마력의 전기모터를 조합해 시스템 출력 394마력과 최대토크 61.2kgm를 발휘한다.

변속기는 8단 스탭트로닉, 구동방식은 4WD. 0-100km/h 가속성능 5.6초, 최고속도 235km/h. EV모드만으로의 최고속도는 기존 120km/h에서 140km/h로 향상됐다. 항속거리는 80km로 기존 모델보다 약 세 배로 늘었다. 유럽 모드 연비는 58.8km/리터, 이산화탄소 배출량은 39g/km에 불과하다.

2차 전지는 4세대 리튬 이온 배터리가 탑재된다. 생산은 미국 사우스캐롤라이나주 스파르탄버그 공장에서 이루어진다.