L'elemento principale su cui si basa il progetto della Golf GTD è il quattro cilindri common rail TDI 170 CV, impiegato per la prima volta nella Golf VI. Il motore da 1968 cm3 apre una nuova generazione di TDI meno costosi, più puliti e più potenti. Nel contempo, con questi motori di nuova generazione, la Volkswagen è stata in grado di migliorare in modo significativo anche le caratteristiche acustiche del TDI.

La potenza massima del motore GTD è pari a 170 CV a 4200 giri. Tra 1750 e 2500 giri il motore, tanto sportivo quanto parco nei consumi, sviluppa la sua coppia massima di 350 Nm. La coppia specifica è pari a 177,8 Nm per litro di cilindrata. Il quattro cilindri a quattro valvole è in grado di offrire praticamente in ogni situazione la potenza di un motore sportivo a sei cilindri.

Sotto il profilo tecnico, il sistema common rail di ultima generazione ha il compito di formare la miscela. Una pressione d'iniezione fino a 1800 bar e speciali ugelli a otto fori assicurano una polverizzazione particolarmente fine del gasolio. Gli iniettori a otto fori sono piezoelettrici: piezocristalli azionabili elettricamente, avviano l'iniezione con il supporto di un elemento idraulico in frazioni di secondo. Rispetto alle valvole elettromagnetiche convenzionali, la tecnica piezoelettrica consente processi di iniezione più flessibili con quantità di gasolio inferiori, dosate con grande precisione e iniezioni multiple, fino a sette, per ciascun ciclo di combustione. Così il motore funziona in modo più silenzioso e più morbido, la sua risposta è decisamente rapida e i valori di consumi ed emissioni sono molto contenuti.

Grazie al passaggio alla tecnologia common rail e a molte altre soluzioni adottate sul fronte dell'acustica, come ad esempio l'utilizzo di una pellicola isolante inserita tra i due strati del parabrezza, un largo impiego di materiale isolante, nonché una carrozzeria dell’aerodinamica particolarmente curata, la nuova Golf GTD è tra le auto Diesel più silenziose della sua classe. Anche la cinghia dentata di distribuzione influisce positivamente sull'acustica. Inoltre per la prima volta la Volkswagen monta su questa TDI una cinghia per i servizi ausiliari rivestita con una pellicola di elastomero e perciò particolarmente silenziosa. Per quanto riguarda le emissioni la GTD rispetta i valori limite della norma sui gas di scarico Euro 5.