9 февраля 2012 года компания представила прототип новой модели — кроссовер под названием Tesla Model X. Тогда же Илон Маск заявил, что производство модели планируется начать в 2013 году[32]. Изначально планировалось, что в конце 2014 года будут поставлены небольшие партии, а полноценный выпуск модели начнётся в 2015 году[33]. Однако, в феврале 2014 года было заявлено, что начало поставок ожидается только во втором квартале 2015 года[34]. В ноябре начало поставок было вновь перенесено, на этот раз на третий квартал 2015 года[35].
По сравнению с Model S внесены следующие изменения: добавлен 3-й ряд сидений, автоматически открывающиеся задние двери вверх для входа пассажиров во 2-й и 3-й ряд, возможность заказать модель с двумя моторами.
В 1-м квартале 2016 года было продано 2400 Tesla Model X[36].
