Oficjalna premiera modelu XC 90 odbyła się początkiem 2002 roku podczas Salonu Samochodowego w Detroit. Do budowy pojazdu wykorzystano wiele zespołów pochodzących z modelu S 80.

Obszerne nadwozie typu kombi o konstrukcji samonośnej, nawiązywało pod względem stylistycznym do innych modeli firmy. Wnętrze zapewniało bardzo dobre warunki podróży dla pięciu, a opcjonalnie dla siedmiu osób.

Początkowo oferowano trzy wersje silnikowe. Stosowano tylko turbodoładowane silniki, w tym benzynowe o pojemności skokowej 2,5 lub 2,9 dm3 oraz silnik wysokoprężny 2,4 dm3.

Silniki montowane były poprzeczne i współpracowały z manualnymi lub automatycznymi skrzyniami przekładniowymi. Napęd był standardowo przenoszony na koła przednie, a w przypadku ich poślizgu system Haldex doprowadza napęd do kół tylnych.

W 2005 roku wprowadzono nowy silnik benzynowy w układzie V8, o pojemności 4,4 dm3. Jego konstrukcja została opracowana przy współpracy specjalistów firmy Yamaha. W tym samym roku zwiększono osiągi silnika Diesla.

W połowie następnego roku przeprowadzono niewielką modyfikację nadwozia (face-lifting), w wyniku której pojawiły się nowe zderzaki, kierunkowskazy w obudowach lusterek zewnętrznych oraz zmiany w wyposażeniu. Równocześnie wprowadzono nowy sześciocylindrowy silnik o pojemności 3,2 dm3.

W 2008 roku wprowadzono pakiet stylistyczny R-Design.

W 2010 roku przeprowadzono zmiany w gamie jednostek napędowych. Wiosną wzmocniono benzynowy silnik o pojemności 3,2 dm3 oraz wprowadzono ponownie drugą słabszą wersję silnika Diesla (D3), a końcem roku wycofano największy benzynowy silnik V8 i wzmocniono wersję D5. Wprowadzono także uproszczoną wersję samochodu z napędem na oś przednią.

Zakończenie produkcji samochodów XC 90 pierwszej generacji nastąpiło w lipcu 2014 roku. Ogółem, w okresie 12 lat produkcji, wykonano 636 140 egzemplarzy tych pojazdów.