Les deux rangées de cinq cylindres du V10 ont été disposées selon un angle de 90 degrés afin d'assurer à l'embiellage un équilibre des masses optimal en termes de vibrations et d'agrément. Le système de calage variable des arbres à cames, VANOS double, se charge d'assurer un cycle de charge optimal. Il permet de réaliser des réglages ultrarapides. Dans la pratique, cela se traduit par une puissance accrue, une courbe de couple améliorée, une réponse optimale, une consommation réduite et des émissions réduites.
Une boîte SMG à sept rapports pour transmettre la puissance sur la route La boîte SMG à sept rapports est la boîte mécanique idéale pour faire transiter la puissance du V10 par la chaîne cinématique jusqu'aux roues motrices. Le rapport supplémentaire se traduit par des sauts de régime et de couple moins importants. Avec cette boîte, BMW est le premier constructeur au monde à proposer une boîte à commande séquentielle à sept rapports et fonction Drivelogic. Par rapport à la boîte SMG connue, la nouvelle génération passe les rapports encore plus rapidement, elle fait en effet gagner 20 % de temps de passage. L'avantage pour le conducteur de la M5 : les changements de vitesses sont quasiment insensibles et ultrarapides.
Avant tout, la nouvelle M5 procure un immense plaisir au volant. Pour preuve : dans toutes les disciplines - mesurables ou non -, elle l'emporte sur sa devancière. La nouvelle M5 atteint le 0 à 100 km/h en moins de cinq secondes, et l'aiguille du compteur de vitesse passe le repère des 200 km/h après 15 secondes environ. Ces données se voient toutefois limitées à 250 km/h par le système électronique. La graduation du tachymètre - jusqu'à 330 km/h - laisse entrevoir tout de même jusqu'où la poussée de la M5 pourrait l'entraîner si elle n'était pas bridée...
La nouvelle M5 reçoit un système de freinage hautes performances généreusement dimensionné avec des freins allégés à disques ajourés de type « compound ». Optimisés en termes de poids et de rigidité, les étriers flottants en aluminium à deux pistons permettent à la M5 d'atteindre des distances de freinage dignes d'une sportive du plus haut niveau : à partir d'une vitesse de 100 km/h, la distance de freinage est de 36 mètres, à partir de 200 km/h, elle se contente de 140 mètres.
On remarque tout d'abord les boucliers avant et arrière modifiés par rapport au modèle classique. S'y ajoutent les bas de caisse revus et des passages de roue plus marqués. Par ailleurs, la M5 se distingue traditionnellement d'une BMW « normale » par le design exclusif de ses rétroviseurs extérieurs, les quatre embouts d'échappement devenus une sorte de label, ainsi que le style exclusif des roues. Pour la première fois, la M5 présente des ouïes latérales, aménagées dans la partie avant du côté de caisse. A l'intérieur, la M5 se distingue du modèle de base déjà fort bien nanti par une sellerie cuir encore plus prestigieuse en trois coloris différents ou - en option - par une sellerie tout cuir personnalisable. Le combiné d'instruments, le visuel tête haute disponible en option, adapté, lui aussi, aux spécificités du modèle M, le volant intégrant la touche MDrive ainsi que la console centrale repensée sont autant d'éléments de différenciation majeurs par rapport à la série 5.