En juillet 1989 (année-modèle 1990), Citroën présente la BX GTi 4x4. Plutôt que de faire rajeunir la GTi, Citroën développe la gamme.
Inévitable dans les années 80, la transmission intégrale se retrouve donc dans la nouvelle GTi. Pour la motorisation, la nouvelle 4x4 reprend le moteur XU9 de 1905 cm3 développant 125 ch de la GTi, tout en reprenant la transmission de la 4x4, à l'origine motorisée par un 105 ch. Si la nouvelle BX GTi 4x4 gagne ainsi en comportement, elle perd très légèrement en performance pure.
Deux nouvelles options sont disponibles avec la GTi 4x4 : les vitres teintées et l'ABS.
Elle sera produite jusqu'en 1993 (année-modèle 1994).