Q5 Hybrid W roku 2012 na rynku pojawiło się hybrydowe Audi Q5 hybrid quattro. To pierwszy w segmencie premium SUV o napędzie hybrydowym, w którym seryjnie montowany jest akumulator litowo-jonowy. Napęd stanowią silnik 2.0 TFSI o mocy 155 kW (211 KM) i silnik elektryczny o mocy do 40 kW (54 KM), łącznie jednostki te generują moc 180 kW (245 KM) i moment obrotowy 480 Nm. Akumulator litowo-jonowy, montowany w części tylnej auta, ma pojemność nominalną o wartości 1,3 kWh. Audi Q5 hybrid quattro od 0 do 100 km/h przyspiesza w ciągu 7,1 sek. Ze stałą prędkością 60 km/h, może przejechać do trzech kilometrów korzystając jedynie z energii elektrycznej. Maksymalna prędkość w tym trybie jazdy wynosi 100 km/h. Samochód średnio zużywa tylko 6,9 litra benzyny na 100 km.
SQ5 W maju 2013 roku ofertę poszerzył równie wariant SQ5 z silnikiem benzynowym 3.0 TFSI o mocy 354 KM, debiutujący na salonie motoryzacyjnym Detroit Motor Show 2013. Model wyposażony w ten silnik benzynowy został stworzony głównie na potrzeby rynków USA, Kanady i Chin, ale dostępny jest także w Rosji, na Ukrainie, w RPA, w Ameryce Południowej i w niektórych krajach azjatyckich. Nie umieszczono go w ofercie rynków europejskich.