Die Grundlage für ein komfortables, dynamisches und kultiviertes Fahrerlebnis liefert das komplett neu entwickelte Fahrwerk. Vorn kommt eine Doppelquerlenker-Aufhängung zum Einsatz, hinten eine Integral-Achse mit innovativer, Platz und Gewicht sparender Querblattfeder aus Verbundwerkstoff. Optional ist eine adaptive Luftfederung für die Hinterachse in Verbindung mit der aktiven Four-C-Fahrwerkstechnik (Continuously Controlled Chassis Concept) erhältlich. Dabei sorgt die Niveauregulierungsautomatik der Luftfederung für ein gleichbleibendes Niveau an Bodenfreiheit unabhängig von der Anzahl der Passagiere oder vom Beladungszustand. Darüber hinaus kann der Fahrer mit der optionalen „Drive Mode“-Funktion die Fahreigenschaften den persönlichen Vorlieben oder den aktuellen Straßenbedingungen anpassen. In Verbindung mit der Ausstattungslinie R-Design ist die Limousine mit einem Sportfahrwerk samt 15 Millimetern Tieferlegung ausgerüstet.

In den Varianten mit permanentem Allradantrieb erfüllt der Volvo S90 höchste Ansprüche an Traktion und Fahrstabilität. Das elektronisch gesteuerte Allradsystem verteilt die Motorleistung je nach Fahrsituation variabel auf beide Achsen. Dafür sorgt die besonders kompakte und leichte elektronisch gesteuerte Lamellenkupplung der aktuellsten Generation von BorgWarner.

Zugunsten einer möglichst kraftstoffsparenden Fahrweise wird auf trockener Fahrbahn nahezu die gesamte Motorleistung an die Vorderräder übertragen. Gleichzeitig wird der Leistungsbedarf an der Hinterachse permanent überwacht; bis zu 50 Prozent der Antriebskraft können sofort und stufenlos über die BorgWarner Lamellenkupplung an die Hinterräder geleitet werden. Dadurch wirkt das System drohenden Traktionsverlusten an einer Achse schon im Ansatz entgegen und gewährleistet stets eine optimale Fahrstabilität. Damit leistet der Allradantrieb auch einen zentralen Beitrag zur Fahrdynamik, indem er beispielsweise beim Herausbeschleunigen aus Kurven die Untersteuertendenz reduziert. Beim Anfahren aus dem Stand ist immer der Allradantrieb aktiv, um maximale Traktion beim Beschleunigen sicherzustellen.