全新一代寶馬M5在海外標準軸距的新5系車型中升級改裝而來，更多更夸張的運動套件與寬大的進氣口共同構成了全新M5的前臉設計，運動風格凸顯。天使眼+雙腎的頭部設計也是寶馬的家族式特征。在尾部，M標識體現出了全新M5區別于普通版5系車型的特點，而四出的尾排則也證明了全新M5的運動能力。

全新M5在內飾方面與普通版535Li車型造型區別不大，只是在方向盤方面更換為寶馬M系列方向盤。而在配置表現方面，全新寶馬M5則與535Li行政型的配置相仿。

在動力總成方面，全新寶馬M5搭載了一款高轉速V8發動機，其采用了M雙渦管雙渦輪增壓技術，能夠在6000-7000轉/分鐘的區間內輸出412千瓦的最大功率，在1500-5750轉/分鐘的轉速區間內輸出680牛米的峰值扭矩，其官方測得的0-100公里/小時加速成績為4.4秒，平均油耗為9.9升/百公里。

與發動機相匹配的變速箱為7速雙離合變速箱，其在S和D兩個擋位模式下擁有三種換擋方式。在駕駛模式方面，全新寶馬M5提供了舒適、運動以及運動+三種駕駛模式，其可通過電子控制阻尼器調整車輛不同的工作狀態。整套動力總成相比于上一代M5車型而言，全新寶馬M5的輸出功率提升了10%，峰值扭矩提升了30%，但燃油消耗量卻降低了30%。