隨著產品的世代交替，M5從E28、E34、E39、E60到此次的F10，引擎的馬力輸出在這26年間也從最初的286匹逐步上揚至此次560匹，動力形式更首度從自然進氣轉為渦輪增壓，這一切的轉變當然都是為同時追求性能並兼顧環保而產生的結果。從1985年推出的第一代M5（E28）到第四代M5（E60），不管是3.5升直六或是以F1技術所開發的5.0升V10引擎，它們都有一個共同特點，就是轉速非常高並採用每缸獨立的進氣系統與節氣門，藉此展現最高的進氣與燃燒效率，動力輸出線性且強悍，讓M5成為高性能四門房車的標竿。不過此次新M5要面對的挑戰是前所未見的，動力要強但卻要更省油且排碳量更低，在此前提下幾乎所有主要競爭對手都已換上缸內直噴供油的大排氣量渦輪增壓引擎，當然M部門也無法獨善其身，也造就了新一代M5的動力革命。

新M5搭載一具新開發的M TwinPower Turbo V8引擎，可輸出高達560匹的最大馬力，變速箱為專屬的M-DCT七速雙離合器自手排。

進氣效率的完美呈現

新M5在動力方面搭載M部門最新研發的M TwinPower V8雙渦輪增壓引擎，與X6 M及X5 M所使用的S63B44為同一族系，而這具引擎的基礎則來自550i的407匹馬力N63B44引擎，但進排氣機構與設定已針對新M5的需求而重新設計，首先換上兩顆專屬規格的雙渦卷雙增壓器，且為因應高功率輸出所帶來的高溫，兩套水冷式的進氣冷卻器也採用散熱效率更優異的新製品，藉此迎合這具引擎對低溫與穩定進氣量的需求。此外，BMW最為自豪的進排氣機構並未為了遷就渦輪增壓系統而缺席，Valvetronic可變汽門揚程與Bi-VANOS可變汽門正時控制系統依然被採用，並結合噴射壓力達200bar的HDI（High Precision Injection）缸內直噴油嘴，繼而讓燃燒效率達到最佳化。相較於上一代的E60 M5，新F10 M5除了增加10%的功率輸出，最讓人訝異的就是油耗表現，平均每行駛100公里僅僅9.9公升的油耗成績甚至比過去要大幅降低了30%。在最大增壓值設為1.5bar的前提下，這具M TwinPower Turbo V8引擎於6000～7000rpm之間可供應560匹最大馬力，高達69.4kgm的峰值扭力也能夠在1500rpm的低轉速便完全湧現並一直持續至5750rpm，再結合最新的雙離合器M-DCT七速自手排，更優異的動力傳遞效率讓車重近1.9噸的新M5僅需4.4秒便能完成0～100km/h加速，甚至是0～200km/h加速也只需13秒整的時間，極速雖同樣限制在250km/h，但原廠提供的M Drive’s Package選配套件可解除速限，極速能突破300km/h大關而達到305km/h。

550i搭載的N63B44引擎擁有407匹馬力輸出，與新M5所使用的基礎架構雖然雷同，但進氣排系統已出現非常大的差異。

新M5使用的S63B44引擎的基礎源自N63B44，也採用相同的中置式雙渦輪機構，但採用進排氣效率更高的雙渦卷式渦輪增壓器。