A dupla Vanos (változtatható szelepvezérlés) rendszerrel üzemelő, 5 literes szívómotor 507 lóerőt tud 7750-es fordulatszám mellett. A motor pörgős jellegének megfelelően igen magasan, 6100-nál adja le a legnagyobb nyomatékát, ami 520 newtonméter.
Ezzel a korábbi V8-as 5000-es blokknál 25 százalékkal nagyobb teljesítményű az új erőforrás. Sikerült elérniük azt is, hogy a mágikus 100 lóerő/liter fölé menjenek a motor teljesítményét illetően.
Újdonság még az M5 váltója is. Hétsebességes, szekvenciális kapcsolású kézi váltón (SMG) át jut a hátsó differenciálműhöz a motor ereje. A Drivelogic funkcióval is bíró váltó jelenleg maximálisan 550 newtonméter nyomaték átvitelére alkalmas. Ezzel a funkcióval 11 féle váltási program közül választhat a vezető.
A kézi kapcsolású S módban hat lehetőség közül, a dinamikustól egészen a sportosig választhat a pilóta. Az S módban a pilóta hagyatkozhat a rajtprogramra, is, amikor a legjobb gyorsulás érdekében optimális csúszás mellett a lehető legmagasabb fordulatszámnál, magától feljebb kapcsol a váltó. Ebben az esetben a menetstabilizáló elektronikának kikapcsolt állapotban kell lennie.
D állásban természetesen automatikusan kapcsol a váltó, de a kiválasztott programnak, a gázpedálállásnak, a vezetési helyzetnek és a tempónak megfelelően. Ebben az esetben öt előre programozott váltási program közül lehet választani.
Visszakapcsolásnál csúszós úton a motorfék hatására blokkolhatnak a kerekek, amikor a vezető felengedi a kuplungot. A hétfokozatú SMG (Sequential M-Gearbox) síkos úton visszaváltásnál úgy kezeli a kuplungot, hogy ne állhassanak meg a hátsó kerekek.
Nagyon kevés 10 hengeres személyautó kapható az M5-ön kívül. A Volkswagen V10-es turbódízele a Phaetonban és a Touaregben szerepel, ezenkívül a Lamborghni Gallardót hajtja V10-es gép illetve a Chrysler Vipert.
