De eerste Core 2 Duo-processor is geïntroduceerd op 27 juli 2006 voor desktops, als vervanging van de oude Pentium 4 en Pentium D. De Core 2 Duo wordt geproduceerd via het 65 nm-proces. Intel heeft beweerd dat Core 2 Duo 40% meer prestaties biedt en 40% minder energie nodig heeft dan de Pentium D.
De Core 2 Duo-processors vallen in de serie E4300 t/m E6700. Core 2 Duo-modellen met de naam E4300 worden geklokt op 1,8GHz 2mb L2-cache, de E4400 op 2,0GHz 2mb L2-cache, de E6300 op 1,86 GHz 2mb L2-cache, de E6400 op 2,13 GHz 2mb L2-cache, de E6550 op 2,33 GHz 4mb L2-cache, de E6600 op 2,40 GHz 4mb L2-cache en de E6700 op 2,67 GHz L2-4mb cache. De E6300 en E6400 hebben de corenaam Allendale en de E6600 en E6700 hebben de corenaam Conroe. De X6800 behoort niet tot de Core 2 Duo maar tot de Core 2 Extreme. De X6800 is geklokt op 2,933 GHz en heeft ook een 4 MB L2-cache. De TDP voor deze familie is 65 Watt en de TDP voor het topmodel, de X6800, is 75 Watt.
Ook is de processor goed overklokbaar, er zijn al snelheden van 5,0 GHz bereikt met de E6600 op stikstofkoeling.