Под капотом новой модели BMW M5 F90 прописался модернизированный 4,4-литровый V8 twin-turbo отдача которого была увеличена с 560 до 600 «лошадей» и 700 Нм крутящего (в диапазоне от 1 800 до 5 600 об/мин). В отличие от прежнего агрегата, здесь установлены более производительные турбокомпрессоры twin scroll, давление наддува увеличено до 350 бар, изменены системы охлаждения и смазки, плюс облегченная система выпуска с регулируемым клапаном для регулировки звука. Вместо прежнего преселективного «робота» (механики, которая предлагалась в Штатах, больше нет) движок сочетается в паре с оптимизированным восьмидиапазонным автоматом фирмы ZF, а также системой полного привода M xDrive, которая позволяет полнее реализовать всю мощь и на равных конкурировать с E 63 w213.
В компании называют новую полноприводную систему «самой эмоционально привлекательной». Она оснащена электронноуправляемой многодисковой муфтой, блокирующейся в диапазоне 0−100% (по нажатию кнопки можно активировать заднеприводный режим), а также активным задним М-дифференциалом. При полностью отключенной системе стабилизации доступны три режима работы: 4WD, 4WD Sport и 2WD. На разгон с места до сотни новому БМВ М5 2018 требуется 3,4 секунды, что разом на 0,8 сек. быстрее предшественника, а отметку в 200 км/ч седан берет спустя 11,1 с (- 1,9). Максимальная скорость по умолчанию ограничена электроникой на отметке в 250 километров в час, но с опциональным пакетом M Driver’s «ошейник» будет ослаблен до 305 км/ч.
Позже появился БМВ М5 Компетишн, движок на котором развивает 625 сил и тот же момент в 700 Нм, но доступный до 5 800 об/мин, а до сотни он едет за 3,3 сек. Многие поклонники данной модели переживали, что добавление полного привода сделает «эм пять» слишком тяжелой, но в итоге машина весит 1 855 кг против 1 870, которые тянет на весах M5 F10. А если раскошелиться на дорогущие карбоно-керамические тормоза, то массу седана можно сократить еще на 23 кило. К слову, в базе здесь установлены шестипоршневые суппорта спереди плавающая скоба сзади.
Габаритная длина BMW M5 2019 составляет 4 965 мм (+ 55), величина колесной базы — 2 982 (+ 18), ширина — 1 903 (+ 12), высота — 1 473 (+ 16). Дорожный просвет (клиренс) увеличился до 132 миллиметров (был 117). Для адаптированного под «Евро-6» движка средний расход топлива в смешанном цикле заявлен не более 10,5 литров на сотню. По части шасси — спереди на седане установлена двухрыжачная подвеска, сзади — многорычажная конструкция. В базе для авто предусмотрены трехрежимные адаптивные амортизаторы и перенастроенный электроусилитель рулевого управления, который также имеет три режима. Стоит отметить, что в конструкции появились дополнительные алюминиевые усилители в передней части кузова и X-образный стальной элемент для повышения прочности задней оси, а стабилизаторы поперечной устойчивости стали .