Su motor V8 biturbo de 4,4 litros ha sido mejorado para producir nada menos que 635 CV de potencia y 750 Nm de par motor. Dicho propulsor se une a una caja de cambios automática de ocho relaciones y a un sistema de tracción total. Gracias a todo esto, el M5 CS es capaz de pasar de 0 a 100 en 3,0 segundos, lo que lo hace 0,2 segundos más rápido que un M5 Competition. Su velocidad máxima está en 305 km/h.