Irgendwann war man sich bei Citroën dann wohl des sprachlichen Gleichklangs von „(la) déesse“, „(die) Göttin“, mit dem Buchstabenkürzel bewusst geworden; dieses Wortspiel wurde dann für die Modellbezeichnung übernommen.[3] Auch mit der Modellbezeichnung anderer Citroën-Modelle wurden ähnliche Wortspiele möglich: Im Französischen wie im Deutschen assoziiert das Sparmodell „ID“ das Wort Idee („idée“); die Buchstabenkombination des DS-Nachfolgers „CX“ steht im Französischen für den Strömungswiderstandskoeffizienten (deutsch: cw).

Der Aufbau der Karosserie unterschied sich von nahezu allen anderen Pkw dieser Zeit. Die D-Modelle hatten als tragende Struktur einen mit dem Karosserieskelett verschweißten Plattformrahmen als Fahrgestell, ähnlich waren die Karosserien des Renault 16, des Trabant und des Rover P6 aufgebaut. Nichttragende Teile wie Kotflügel, Hauben, Türen und Dach waren mit dem Rahmen verschraubt. Zum Radwechsel mussten die hinteren Kotflügel nach dem Lösen einer Schraube mit der Andrehkurbel demontiert werden. 1962 gab es erste kleine Retuschen der Front.

André Lefèbvre war ein Verfechter des Einsatzes von Kunststoff und Aluminium zur Gewichtsreduzierung. So besteht das Dach der Limousine aus glasfaserverstärktem Kunststoff (bei den Breakmodellen ist es aus Stahl). Es wurden 100 Kilogramm Aluminium verwendet wie bei der Motorhaube, dem größten damals in Serie gefertigten Aluminium-Karosserieteil; Stoßstangen und Zierleisten wurden aus rostfreiem Stahl und Aluminium gefertigt.

1967 wurde die Front umfangreich neu gestaltet, seitdem hatten alle D-Modelle Doppelscheinwerfer hinter einer Glasfront. Dabei griff man auf das beim Panhard 24 umgesetzte Prinzip zurück – die Marke war 1967 von Citroën übernommen worden. Bei den teureren Modellen mit Kurvenlicht schwenkten die Fernscheinwerfer synchron zum Lenkeinschlag mit und leuchteten die Kurve aus. Ebenso gab es bei diesen Modellen eine über Bowdenzüge mit den Achsen verbundene Vorrichtung zur dynamischen Regulierung der Leuchtweite bei Nickbewegungen des Fahrzeuges beim Überfahren von Unebenheiten, beim Beschleunigen oder Bremsen. Der Ausgleich erfolgte über die Ansteuerung der Ventile der Hydropneumatik.

Verändert haben sich mit der Modellpflege im September 1967 die Länge und Breite über alles, sowohl für die Limousinen als auch für die Kombimodelle Break. Ein besonderes konstruktives Merkmal der D-Reihe sind die unterschiedlichen Spurweiten vorne und hinten, die im Oktober 1968 ebenfalls vergrößert wurden.

Einzigartig für die damalige Zeit war die hydropneumatische Federung im Zusammenspiel mit der Hochdruckhydraulikanlage. Neu waren die innenliegenden Scheibenbremsen vorn, die Zweikreisbremsanlage (je ein Bremskreis für Vorder- und Hinterachse) mit lastabhängiger Hochdruckbremse, die über die Zentralhydraulik mit Druck ebenso versorgt wurde wie das halbautomatische Getriebe und die Lenkung. Die Hydropneumatik ermöglicht es, die Bodenfreiheit des Wagens zu variieren. Bei abgestelltem Motor senkt sich das Fahrzeug durch den nachlassenden Druck in der Hydropneumatik langsam bis auf die tiefste Stellung ab, die Karosserie sitzt dann auf Gummipuffern auf. Startet man den Motor, so hebt sich der Wagen um mehrere Zentimeter in die Höhe. Die Hydropneumatik arbeitet automatisch als Niveauregulierung und hält die Bodenfreiheit sowohl bei unterschiedlicher Beladung als auch bei wechselnden Fahrzuständen konstant. Über einen Hebel lassen sich die normale Fahrhöhe, zwei höhere Fahrstellungen und eine Reparaturhöhe wählen sowie das Fahrzeug manuell auf die Ruhestellung absenken. Aufgrund dieser Fähigkeit wurde die DS ohne Wagenheber aber mit Unterstellbock ausgeliefert. Rolls-Royce und Mercedes-Benz erwarben eine Lizenz für das Citroën-Patent. Rolls-Royce bezog die Teile direkt von Citroën.