Der im September 2009 lancierte Discovery 4 stellt im eigentlichen Sinne nicht die vierte Generation der Serie dar, wird aber von Land Rover offiziell so bezeichnet. Vielmehr ist der Discovery 4 eine modifizierte Version des seit 2004 produzierten Modells.

Vor allem optisch wurde der Discovery stärker an den größeren Range Rover angepasst und erhielt auch technische Verbesserungen.

Für den Discovery 4 gab es zu Beginn nur noch Dieselmotoren, einen 140 kW (190 PS) starken 2,7-Liter-Sechszylinder-Common-Rail-Diesel (TDV6), der schon aus dem Vorgänger bekannt ist, sowie einen 3,0-Liter-V6 mit 180 kW (245 PS). Dieser war eine Neuentwicklung in Zusammenarbeit mit PSA und Jaguar.

Der 2,7-Liter-Motor von Ford wurde im Frühsommer 2010 durch eine leistungsreduzierte Version des 3,0-Liter mit 155 kW (211 PS) ersetzt. Unterdessen wird in einigen Ländern, wie z. B. in der Schweiz, Polen, Schweden, Amerika, Australien und Russland, ein 5,0-Liter-V8-Benziner mit 276 kW (375 PS] angeboten. In der gepanzerten Version wird ausschließlich dieser Motor eingebaut.

Seit Ende 2010 ist der Discovery auch als 256 PS starker SDV6 erhältlich, der den TDV6 mit 245 PS ersetzt. Seitdem ist bei allen Dieselmotorisierungen auch die 8-Gang-Automatik von ZF serienmäßig. Durch die feineren Schaltstufen reduziert sie den Kraftstoffverbrauch und die CO2-Emissionen und ist am neuen, aus dem Jaguar XF bekannten, Automatik-Drehregler erkennbar (auch "Drive-Selector" genannt).

Mit dem auf der IAA 2013 vorgestellten Facelift erhält auch der nunmehr als V6 angebotene Benziner eine 8-Stufen-Automatik.

In Österreich existieren zwei als LKW bezeichnete Varianten mit hinter der ersten oder zweiten Reihe angebrachtem Schutzgitter. Damit lässt sich eine Einstufung als LKW (2-Sitzer) oder Befreiung der NoVA (4-Sitzer) erreichen.

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