V tridsiatych rokoch viedli viaceré automobilky preteky o to, ktorej sa ako prvej podarí použiť naftový motor v osobnom automobile. Medzi nimi bol Peugeot, Mercedes-Benz, Citroën, ale aj nemecký Hanomag. Citroën síce predstavil svoj model Rosaline s dieselovým agregátom 1,8 D už v roku 1933, ale vzniklo len pár kusov, čo nemožno označiť za sériovú výrobu.
Súboj sa nakoniec skončil víťazstvom Mercedesu, ktorý sa v roku 1936 pochválil na autosalóne v Berlíne naftovým modelom 260D (W138), oficiálne prvým sériovo vyrábaným osobným dieselom na svete. Peugeot mu však bol v pätách. Už dva roky na to, teda v roku 1936, priviedla francúzska automobilka na svet Peugeot 402 Diesel.
Tento model, inšpirovaný dizajnom amerického Chrysleru Airflow, bol v tom čase už tretí rok na trhu a Peugeot očakával, že nový úsporný dieselový motor mu pomôže nájsť nových zákazníkov. Poháňal ho vznetový 4-valec s objemom 2,3 litra výkonom 40 kW. V porovnaní s benzínovým motorom bol o tretinu úspornejší. Veľkým plánom však urobila škrt cez rozpočet druhá svetová vojna. Z modelu 402 Diesel vzniklo nakoniec len 12 exemplárov, z ktorých sa zachovalo len jediné šasi.
Peugeot sa k téme naftového motora vrátil po obrovskej pauze na jeseň v roku 1959, a to modelom 403 Diesel. A keďže Mercedes vyrábal 260D len do roku 1940, stal sa vlastne prvým skutočne veľkosériovým dieselovým osobným autom na svete. Štyristotrojka s karosériou sedan a kombi navrhnutou štúdiom Pininfarina dostala naftový motor s objemom 1,8 litra a výkonom 37 kW.
V roku 1965 nastúpil model 404 s motorom 1,9 D (47 kW) a získal si obrovskú popularitu najmä v radoch taxislužieb. Mimochodom, tento objem motora používal Peugeot niekoľko nasledujúcich desaťročí.
V roku 1968 si Peugeot zaknihoval prvenstvo ponukou naftového motora v modeli nižšej triedy. Pod kapotu Peugeotu 204 sa dostal dovtedy najmenší vznetový motor 1,3 D s výkonom 29 kW.
Na opačnom konci hierarchie sa v roku 1979 ocitol luxusný dieselový sedan Peugeot 604 D. Bol to vlastne prvý sériový turbodiesel, ak nerátame Mercedes-Benz 300 SD, ktorý bol určený výlučne pre USA. Z objemu 2,3 a neskôr 2,5 litra dával výkon 59, respektíve 70 kW.
Dieselové Peugeoty si získali popularitu a patrili dlhé roky k najkultivovanejším na svete. V roku 1999 predstavil Peugeot novú generáciu dieselov s priamym vstrekovaním paliva common-rail. Debutovali v modeloch 306 a 406. V tom čase už však priame vstrekovanie paliva používal Fiat (Croma) či niektoré modely koncernu Volkswagen s označením TDI (Audi 80).
Zato prišiel Peugeot ako prvý v roku 2000 s filtrom pevných častíc, ktorý redukoval emisie sadzí. Patrí mu tiež prvenstvo v predstavení dieselového hybridu. Technológiu HYbrid4 aplikoval v modeli 3008.
Spolu s Audi presadzoval Peugeot naftu aj na pretekárskych okruhoch. Jeho špeciál 908 s 12-valcovým motorom 5,5 V12 HDI má na konte jedno prvé a tri druhé miesta v 24-hodinovom ošiali v Le Mans.