Peugeot breidt het dieselgamma van de 307-modellijn verder uit. Dat bestaat momenteel uit een 1.4l HDi met 70pk en 150Nm, een 2.0 HDi met 90pk en 205Nm en een 110pk sterke versie van dezelfde motor met 250Nm koppel. Daarbij komt nu nog een 2.0 HDi met 136pk en 320Nm (bij 2.000t/min.). Tijdelijk kan zelfs 340Nm geleverd worden. De krachtbron is afgeleid van de 110pk-versie, maar beschikt over een nieuwe lichtmetalen 16-kleps cilinderkop, een Siemens-injectiesysteem van de tweede generatie (dat levert een inspuitdruk van 1.650bar en maakt gebruik van piëzo-elektrische injectoren) en een turbocompressor met variabele geometrie. De krachtbron, die het resultaat is van de tweede fase van het partnership tussen PSA Peugeot Citroën en Ford, wordt gekoppeld aan een handgeschakelde versnellingsbak met 6 verhoudingen. De driedeurs haalt daardoor 100km/u na 9,8sec. De vijfdeurs en de SW hebben er respectievelijk 11,0 en 10,8sec voor nodig. De topsnelheid van de 3- en vijfdeurs is identiek met 202km/u. De SW is 5km/u minder snel. Van bij de lancering voldoet de combinatie aan de Euro4 uitstootnorm. Bovendien wordt de motor uitgerust met de FAP-partikelfilter. Die vangt de roetdeeltjes op en neutraliseert ze. Het systeem is pas na 120.000km aan onderhoud toe.

Voor de Belgische markt wordt de uitvoering XSi voor de drie- en vijfdeurs en de koetswerkvariant en de SW Pack weerhouden. Een rode i op het HDi-schildje op de kofferklep maakt duidelijk dat het om de krachtigste dieselversie gaat. Aan de buitenzijde onderscheiden de modellen zich door een volledig gelakt koetswerk. Naast het reguliere kleurenpallet biedt Peugeot ook een exclusief metaalgrijs aan dat voorheen enkel op de 307 CC verkrijgbaar was. Het interieur wordt aangekleed met metaalkleurige accenten, aluminium sierpanelen op de voordeurdorpels en een specifieke leder-stof combinatie. Onder meer automatisch airco, mistlampen, een electrochromatische dimmende binnenspiegel en een lederen stuurwiel horen tot de standaarduitrusting. De SW HDi 136pk heeft sowieso een ruim bemeten glazen dak en 16-duims lichtmetalen velgen.