El XC90 R-Design se diferencia del resto de modelos de la gama porque tiene cambios que le dan un aspecto diferente y cambios en las suspensiones, dirección y en las ruedas para darle más estabilidad en carretera. En España se comercializó con la denominación «Sport» entre marzo de 2007 y febrero de 2009. Desde ese momento pasó a denominarse «R-Design».

Está disponible con dos motores Diesel: D3 de 163 CV y D5 de 185 CV (fichas técnicas). Todos los motores van asociados a una caja de cambios automática («Geartronic») de seis relaciones. Las versiones del XC90 Sport tienen las mismas prestaciones y el mismo consumo medio homologado que las otras versiones del XC90 que no tienen acabado «R-Design» (ficha comparativa).

Los amortiguadores y las barras estabilizadoras son más rígidas, lo que sirve para mejorar las reacciones en curva. La dirección tiene un ajuste diferente para que tenga mejor respuesta, aunque no es más rápida.

Otra característica del XC90 «R-Design» es que tiene de serie llantas de 19 pulgadas de diámetro con neumáticos 255/50. Lleva de serie la suspensión trasera autonivelante «Nivomat». Esta suspensión es una opción para el resto de las versiones del XC90, donde se puede adquirir por separado o como un elemento obligado al añadir la opción de la tercera fila de asientos.

Está disponible en color rojo («Passion Red»), que no pueden tener otros XC90. Además, exteriormente se diferencia por las llantas, porque tiene arcos de rueda algo más grandes que el resto de las versiones, por la doble salida de escape cromada y porque hay ciertos detalles de la carrocería que tienen un acabado plateado en lugar de cromado.

Los estribos de la carrocería son distintos que los del resto de la gama y están fabricados en acero inoxidable.

El volante tiene un diseño distinto y éste y la palanca de cambios van forrados en cuero perforado. Los asientos tienen una sujeción lateral superior a la que tienen el resto de lo XC90 y van forrados en cuero de dos tonalidades. Los indicadores de la instrumentación tienen un cerco de color metálico y un fondo azul brillante.