Sedan dlouhý 4,63 m, který vzešel z designérského ateliéru Roberta Oprona, byl prvním sedanem s přeplňovaným dieselovým motorem v historii značky. U zákazníků s ním zabodoval díky nižší spotřebě oproti benzínovým vozům, jelikož v roce 1973 zažil svět ropný šok. Inženýři při jeho navrhování kladli velký důraz na dobrou aerodynamiku, proto také dostal označení CX (hodnota součinitele odporu vzduchu činila 0,3; vůz za to vděčil například i konkávnímu zadnímu oknu). Od roku 1975 se nabízel také ve variantě kombi, později přišla i osmimístná verze Familiale a třínápravový CX LoadRunner Bagagère, který jezdil například jako vůz záchranné služby.
Z Citroënu DS převzal model CX hydropneumatické odpružení s konstantní výškou, samozřejmostí byly hydraulické brzdy. Dalším výkřikem techniky té doby byl posilovač řízení Diravi s proměnlivým účinkem podle rychlosti vozu s automatickým vracením kol do směru, který převzal od modelu SM z roku 1970. Verze C-matic zase dostala měnič točivého momentu, což umožnilo zrušit pedál spojky.
V roce 1985 to byl první vůz francouzské výroby vybavený systémem ABS.
Do roku 1991 se ho prodalo přes 1,2 milionů kusů. Poté jej nahradil opět extravagantní model XM. V současné době je Citroën CX oblíbeným automobilem mezi fanoušky youngtimerů.