在強大的動力心臟以及傳動系統的交互作用之下，全新M5起步加速0-100km/h的成績為4.4秒，而0-200km/h為13秒整，極速在電子限速的作用下為250km/h，若搭載M Driver套件後，可將極速提升至305km/h。雖然F10世代M5僅搭載V8引擎，即便本代M5做了相當程度的Downsizing，但比起前代M5的各項數據皆有過之而無不及，且在絲毫不影響其動力性能之下，有著更高的燃油使用效率，無論是提升10％來到560hp最大馬力、69.4kgm最大扭力以及油耗表現方面都有所提升，其中最大扭力與油耗表現更大幅提昇了30％，而Efficient Dynamics同樣也應用在全新M5上，包括Auto Start-Stop引擎自動啟閉系統以及Brake Energy Regeneration車輛能源管理系統，也讓全新M5的節能表現更亮眼，其油耗數據為10.1km/L，二氧化碳排放量則為232g/km。
雖然F10世代M5僅搭載V8引擎，但比起前代M5動力性能可說是有過之而無不及。
獨到底盤懸吊調校功力，操控性能更優異
優秀的操控性與平衡性能一向是BMW車款受到迷們喜愛的重要因素，M-specific懸吊、3.3kg/hp的重量馬力比、M Servotronic轉向輔助系統、動態阻尼控制系統、DSC車身穩定系統以及能夠讓車輛過彎、變換車道與出彎加速時擁有更佳的循跡性與穩定性的Active M Differential後輪速差系統，都讓全新M5的操控表現更為敏捷，其輕量化的高性能煞車系統搭配尺寸達19吋的輕質合金胎圈、藍色煞車卡鉗與大尺寸煞車碟，提供更富樂趣的駕馭感受。
