Die Konstruktion basiert auf dem DS3-Serienmodell, allerdings mit zahlreichen Modifikationen, um das Optimum aus Allradantrieb und McPherson Federung herauszuholen. Die Karosserie wurde an bestimmten Stellen verstärkt, um Steifheit der Karosserie und somit Sicherheit des Fahrerteams zu gewährleisten.
Zum ersten Mal in seiner Geschichte hat CITROËN Racing alle Motorbestandteile selbst konstruiert – vom Zylinder angefangen bis hin zum Zylinderkopf. Eine wahre Revolution unter der Motorhaube mit Vier-Zylinder-Turbomotor mit Direkteinspritzung und einem Hubraum von 1600 cm3. Die FIA-Regelung, die ein bestimmtes Mindestgewicht und eine bestimmte Position des Schwerpunkts vorschreibt, wird hierbei selbstverständlich respektiert.
Im Vergleich zu den früheren Motoren ist der Ladedruck und der Hubraum geringer. Das führt zwar zu einer geringfügigen Leistungsverminderung, die jedoch gleichzeitig von der Direkteinspritzung kompensiert wird, während das Drehmoment ungefähr um die Hälfte reduziert wird.
Seit 2011 ist der Einsatz von Halbautomatik und zentralem Differential verboten. Die Halbautomatik mit Bedienelementen am Lenkrad wurden durch einen Schalthebel, in unmittelbarer Nähe zum Lenkrad, ersetzt. Die Kraftübertragung erfolgt über ein sequentiell geschaltetes Sechsganggetriebe und mechanische Differentiale vorne und hinten. Das Citroën Racing Team versucht jedes Detail, immer mit dem Ziel größtmögliche Leistung und Verlässlichkeit zu erzielen, zu optimieren.
Die im Citroën DS3 WRC verwendete Elektronik wurde aus der langjährigen Erfahrung von CITROËN Racing abgeleitet und eingebaut. Die Multiplex-Elektronik an Bord, das neue Chiptuning und alle Steuerungselemente wurden vom Citroën Racing Team entwickelt. Der Quellcode der internen Software wurde der FIA übermittelt, die darüber hinaus Zugriff auf die Messergebnisse des Motors und Fahrwerks hat.
Die Technikexperten sind sich bewusst, dass Sicherheitselemente kontinuierlich optimiert werden können. Daher waren sie bestrebt Schutz und Komfort der Teams noch weiter und über die Mindestvorschriften der FIA hinaus zu verbessern. So hat das Citroën Racing-Team beispielsweise eine eigenen Schalensitz entwickelt.
Mit den kompakten Abmessungen des Citroën DS3 WRC haben die Piloten den perfekten Überblick über den Streckenverlauf. Das LCD-Farbdisplay hinter dem Lenkrad zeigt die wichtigsten Informationen auf einen Blick (Betriebsart, eingelegter Gang) an. Die optimale Platzierung von Schalthebel und Handbremse wurde lange studiert und schließlich so nah wie möglich am Lenkrad festgesetzt. Der Co-Pilot sitzt ein wenig tiefer, um den Schwerpunkt zu optimieren und verfügt außerdem über einen eigenen, am Mitteltunnel platzierten, Bildschirm.