Sportovní sedan M5 má v programu BMW tradici již od roku 1984. Pod kapotou vozu byl v první generaci atmosférický zážehový šestiválec, s nímž vůz zrychloval z 0 na 100 km/h za 6,5 sekundy. Po více než třiceti letech uvedla mnichovská automobilka M5 v již šestém pokračování. To má pod kapotou dvakrát přeplňovaný vidlicový osmiválec s objemem 4.4 litru.

S ním nejnovější BMW M5 zrychluje z 0 na 100 km/h za 3,4 sekundy, což je hodnota lepší než u mnohých supersportů věhlasných značek. Podíl na takové akceleraci ale nemá jen pohonná jednotka s výkonem 441 kW (600 k) a točivým momentem 750 Nm. Je to především u řady M5 premiérově použitý pohon všech kol. Automobilka jej označuje jako M xDrive. Vedle systému xDrive, tedy pohonu všech čtyř kol, používaných i v dalších modelech značky, má řešení také zadní aktivní M diferenciál, který rozděluje výkon mezi zadní kola.