Tiene un motor Diesel de 3,0 litros de cilindrada y dos turbocompresores colocados en serie. Da 272 CV y es muy rápido. Atendiendo a su tamaño y tipo de combustible, el único que le supera en prestaciones es el Mercedes E 420 CDI (326 CV).
Según datos oficiales de BMW, el 535d alcanza 250 km/h de velocidad máxima y es capaz de acelerar hasta 100 km/h en tan sólo 6,5 segundos. La única berlina de sus características que es más rápida es el Mercedes E 420 CDI. También tiene la velocidad máxima limitada a 250 km/h y acelera hasta 100 km/h en 6,4 segundos.
El BMW 535d se vende exclusivamente con cambio automático de seis velocidades y a elegir entre carrocería de cuatro puertas (57.200 €) o familiar («Touring»: 60.200 €); el Mercedes mencionado sólo se vende en carrocería de cuatro puertas y cuesta 68.650 €.
No tiene un consumo particularmente bajo, pero sí es más económico en términos de coste por kilómetro que las berlinas de gasolina con potencias cercanas a los 300 CV, como un Mercedes E500. Su consumo es más alto que el de un BMW 530d de 218 CV. Para un uso normal (aunque el estilo de conducción sea rápido), es más apreciable la diferencia de consumo, que de prestaciones, que hay entre un 535d y un 530d.
A pesar de ser un motor con una potencia específica muy alta, su respuesta se caracteriza por ser suave y progresiva. Es capaz de acelerar mucho, pero la potencia llega sin tirones ni asperezas, además, es muy silencioso en casi toda circunstancia.
Para ser un coche así de grande sorprende su agilidad, aunque hay otros que puede ser más cómodos de suspensión en determinadas circunstancias. La calidad de acabado tiene buena factura: los materiales y recubrimientos dan muy buena impresión, salvo en detalles puntuales.