Sprva je bil za model CX načrtovan celo rotacijski motor, a ga niso nikoli vgradili, in dobil je samo običajne štirivaljnike.
Citroën CX je imel eno najtežjih nalog v avtomobilski zgodovini, naslediti legendarni model DS. Na trg je prišel 26. avgusta 1974, opremljen z motorji, prevzetimi iz predhodnika, saj je bil razvoj rotacijskega motorja, predvidenega za najzmogljivejšo različico , nekaj mesecev prej ustavljen. Pet mesecev pozneje je postal evropski avtomobil leta.
Citroënov načrt za serijo CX je na vrh postavil 1,5-litrski rotacijski motor tremi rotorji s približno 160 KM, v sredino motor z dvema rotorjema, s približno 110 KM, na dno ponudbe pa štirivaljne motorje iz modela DS. Razvoj »projekta L« se je začel leta 1969 pod vodstvom Roberta Oprona, zahteva je bila tudi, da je v motornem prostoru dovolj prostora za Maseratijev motor V6 iz modela SM.
Ker so rotacijski motorji kompaktni, je CX dobil razmeroma majhen motorni prostor. Motorji naj bi prihajali iz podjetja Comotor, skupnega podjetja, ki sta ga Citroën in NSU ustanovila leta 1967, katerega tovarna v Altforweilerju (v nemški deželi Posarje) je začela obratovati 14. junija 1973.
Vendar sta naftna kriza leta 1973 in vsega 847 izdelanih primerkov modela GS Birotor sta pokopala Citroënove načrte z rotacijskimi motorji. Neuspeh tega avtomobila je bil eden od razlogov, da model CX nikoli ni dobil motorja Wanklovega motorja. Model GS z rotacijskim motorjem z dvema rotorjema se je pojavil v Frankfurtu jeseni 1973 – ravno v času, ko je zaradi naftne krize postalo težko prodati avtomobil z »žejnim« motorjem, ugled Wanklovega motorja pa je bil že načet zaradi težav s tesnili rotorjev pri modelu NSU Ro 80.
Citroën je kasneje poskušal odkupiti vse prodane primerke modela Birotor, da mu ne bi bilo treba zagotavljati zaloge rezervnih delov. Zmanjkalo je tudi denarja, podjetje Comotor je leta 1974 pripomoglo k temu, da je Citroën zašel v stečaj, potem ko je tržni delež znamke na francoskem trgu v nekaj letih padel z skoraj 30 odstotkov na manj kot 20. Lastnik, družba Michelin, ni želel financirati reševanja, zato je bilo 24. junija 1974 dva meseca pred prihodom modela CX, objavljeno sodelovanje s Peugeotom.
Tudi model DS je ostal brez prvotno načrtovanega motorja: leta 1954, le leto dni pred začetkom prodaje, je Citroën opustil zračno hlajeni šestvaljni motor z nasproti ležečimi valji in se zatekel k predelanemu štirivaljnemu motorju s prostornino 1911 cm³, ki ga je poznal že model Traction Avant. Izkazalo se je, da je šestvaljnik težji in bolj potraten z gorivom, ne da bi pri tem ponudil večjo moč, denarja za razvoj še enega novega motorja pa ni bilo. Dvajset let kasneje se je zgodba ponovila.
Model CX 2000 je dobil motor iz modela DS 20 (prostornina 1985 cm³, moč 102 KM), ki so ga vgradili prečno, januarja 1975 pa mu je sledil CX 2200 s 112 KM, opremljen z motorjem s prostornino 2175 cm³ iz modela DSuper 5. Noben serijski model CX ni bil nikoli opremljen z motorjem V6 iz modela SM.
Model CX je osvojil naslov evropski avtomobil leta 1975, pri čemer je prepričljivo premagal prvotnega Volkswagna Golfa, na tretje mesto pa se je uvrstil Audi 50. Avtomobil je imel konkavno zadnje steklo, ki ni potrebovalo brisalca, hidropnevmatsko vzmetenje in volan z eno prečko, značilen za model DS. Zaradi varčevanja so opustili smerno prilagodljive žaromete, ki so bili na voljo pri poznejših različicah modela DS. CX je bil hkrati zadnji Citroën, ki ga je oblikoval Opron; po sklenitvi posla s Peugeotom je zapustil podjetje in leta 1975 prestopil k Renaultu.
Citroën je model CX, ki je bil vselej opremljen s štirivaljnim motorjem, izdeloval med letoma 1974 in 1991. Skupno so izdelali več kot milijon primerkov, medtem ko so model DS v 20 letih proizvedli v približno 1,46 milijona izvodih.
Leta 1975 je prišla na trg dizelska različica, Citroën pa si je leta 1978 z modelom CX 2500 D (75 KM) in njegovo najvišjo hitrostjo 156 km/h prislužil naziv najhitrejšega dizelskega avtomobila; pozneje je ta rekord še izboljšal s turbodizelsko različico, ki je dosegla 195 km/h. Model GTI Turbo iz leta 1984 je s 168 KM dosegel hitrost 220 km/h, podaljšane različice Prestige pa so v Vzhodni Nemčiji služile kot uradna vozila Ericha Honeckerja. Leta 1989 je limuzino CX nasledil model XM.








