Cinq litres de cylindrée, dix cylindres, 507 ch, un couple de 520 Newtons-mètres et des régimes moteur dépassant le cap des 8000 tours, voilà une carte de visite qui en dis long sur le tempérament de cette berline hors du commun.
Les deux rangées de cinq cylindres du V10 ont été disposées selon un angle de 90 degrés afin d'assurer à l'embiellage un équilibrage des masses optimisé en termes de vibrations et d'agrément. A l'instar des moteurs de course, chaque cylindre dispose de son propre papillon des gaz à gestion électronique sur chaque rangée de cylindres. La ligne d'échappement est en acier spécial mis en forme sans soudure. Elle est biflux jusqu'aux silencieux, les deux tubes débouchant ensuite sur les quatre embouts caractéristiques des voitures M.
Départ arrêté, la BMW M5 atteint les 100 km/h en moins de 5 secondes. Dix secondes plus tard, elle franchit le cap des 200 km/h et offre une autre définition du mot performance.