Az újdonság atletikus kiállását látványos első lökhárító, a dombornyomott „M5” logót viselő C-oszlopok, valamint erőteljes kerékjárati ívek és küszöbkidolgozások nyomatékosítják, amelyek minden korábbinál magabiztosabban különböztetik meg a BMW M5 modellt az alapváltozattól. Az új BMW M5 maximális teljesítménye 727 lóerő, amelyhez 1000 Nm maximális forgatónyomaték társul. A magas fordulatszám-tartományig kalibrált, M TwinPower Turbo technológiával dolgozó V8-as benzinmotor, az elektromos motor, a nyolcfokozatú M Steptronic automataváltó és az M xDrive intelligens összkerékhajtás együttese 3,5 másodperces gyorsulást garantál álló helyzetből 100 km/h-ra.

A belsőégésű erőforrás és az elektromos motor együttműködése a BMW M Hybrid V8 versenyautó hajtáslánc-technológiájában is alkalmazott működési elvet követi. Az újdonság végsebességét az elektronikája 250 km/h-ban korlátozza, az opcionális extrafelszereltség részeként megrendelhető M Driver’s Package teljesítménynövelő csomaggal azonban egészen 305 km/h-ig kitolható. Tisztán elektromos üzemmódban az új BMW M5 140 km/h végsebességre képes. A modell padlólemezébe süllyesztett nagyfeszültségű akkumulátor nettó energiasűrűsége 18,6 kWh, amellyel a sportlimuzin a WLTP mérései szerint egy feltöltéssel akár 67-69 kilométer megtételére is képes.

Az alapfelszereltségnek az elektronikusan vezérelt lengéscsillapítókkal dolgozó, adaptív M futómű és az aktív hátsókerék-kormányzás (Integral Active Steering) is része, amely kanyarodás közben akár 1,5 fokkal is képes elforgatni a hátsó kerekeket. A középkonzolon elhelyezett vezérlőpanel egy sor olyan típus-specifikus gombnak és kapcsolónak ad otthont, amelyekkel az új BMW M5 vezetési élménye részletekbe menően az ügyfelek preferenciáihoz hangolható. A „Setup” gomb a hajtáslánc-technológia, a Drivelogic, a futómű-technológia, a kormánymű, a fékrendszer, az M xDrive intelligens összkerékhajtás és a fékenergia-visszatáplálás beállításaihoz kínál közvetlen hozzáférést.

Az új BMW M5 utastere már alapfelszereltségként újratervezett, világító M gombokkal és laposabb alsó karimával ellátott BMW M bőrkormányt, elektromosan állítható BMW M multifunkciós üléseket, M-specifikus tartalmakkal dolgozó BMW Ívelt Kijelzőt és BMW Head-Up kijelzőt kínál. A BMW Maps felhőalapú navigációs rendszerrel és kiterjesztett nézettel (Augmented View) dolgozó BMW Live Cockpit Professional műszerfal-elrendezés ugyancsak az alapfelszereltség része.