Embora não seja um facelift adequado, a BMW colocou em campo uma nova linha de motores a diesel para 2010 e introduziu a versão ActiveHybrid do X6 no final de 2009, apelidado de híbrido de produção mais poderoso do mundo na época.
O modelo X6 normal recebeu dois motores diesel melhorados, nomeadamente o 30d e o 40d com 245 cv e 306 cv, respectivamente. Enquanto o carro permaneceu o mesmo na aparência, a variante ActiveHybrid possui alguns recursos de design diferenciados, como a proeminente tampa do motor Powerdome, logotipos “ActiveHybrid”, rodas de liga leve de 19 polegadas específicas e uma pintura externa exclusiva chamada Bluewater metalizada, pela primeira vez em destaque em um X6.

O híbrido X6 pode funcionar em três modos: combustão interna, totalmente elétrico ou uma mistura de ambos. A operação totalmente elétrica pode ser mantida em velocidades de até 65 km/h (40 mph), resultando em zero emissões. Com uma unidade a gasolina V8 de 4,4 litros e 485 cv, o BMW X6 ActiveHybrid tem muita força, conseguindo uma aceleração de 0 a 100 km/h (0-62 mph) em apenas 5,6 segundos. Mas quem quiser a versão ActiveHybrid terá que perder o sistema de suspensão adaptativa.

Uma das mudanças mais esperadas era para os passageiros traseiros, onde a versão pré-facelift tinha apenas dois assentos individuais separados por um console central rígido. Agora existe a opção de ter um banco traseiro, mas não conte com muito espaço.