Najnowsza wersja mocnego 6-cylindrowego diesla 3.0 TDI oferuje w Audi Q7 moc 176 kW (240 KM) i moment obrotowy 550 Nm. Nowoczesny wysokoprężny silnik z bezpośrednim wtryskiem paliwa common-rail i wtryskiwaczami piezoelektrycznymi cechuje się niższym zużyciem paliwa. Średnio Audi Q7 3.0 TDI spala 9,8 l oleju napędowego na 100 km, oznacza to, że nawet po zwiększeniu mocy silnik jest o 0,7 l oszczędniejszy od poprzedniej wersji.
Silnik 3.0 TDI to najnowocześniejszy turbodiesel TDI w ofercie firmy Audi. Jednostka, która najpierw zaprezentowała się w coupe Audi A5, trafiła także pod maskę nowego A4. Maksymalny moment obrotowy wynosi 550 Nm, jednak ponad 90% jego wartości dostępne jest w szerokim zakresie od 1500 do 3250 obr./min. Audi Q7 3.0 TDI przyśpiesza od 0 do 100 km/h w 8,5 s i osiąga prędkość maksymalną 216 km/h. Siła napędowa przekazywana jest za pośrednictwem 6-biegowego automatu Tiptronic i systemu quattro na wszystkie cztery koła. W normalnych okolicznościach 40 % siły napędowej trafia na koła przedniej osi, zaś 60 % do kół tylnych.