Ο κινητήρας της M5 διαθέτει δέκα κυλίνδρους σε σχήμα V, με χωρητικότητα 5 λίτρων και παράγει μέγιστη απόδοση 507 ίππων και μέγιστη ροπή 520 Nm, καθιστώντας την M5 το πιο ισχυρό τελικό μοντέλο παραγωγής της BMW. Η επιλογή: Για τους μηχανικούς της BMW M power ο μικρών διαστάσεων ατμοσφαιρικός κινητήρας υψηλών στροφών ήταν η ιδανική επιλογή. Με τη γραμμή του κόκκινου στις 8.250 στροφές ο δεκακύλινδρος κινητήρας "ρίσκαρε" σε εδάφη που μέχρι τώρα ήταν αποκλειστικά προορισμένα για "θερμόαιμα" αγωνιστικά αυτοκίνητα. Οι δύο πεντακύλινδρες δέσμες του V10 είναι τοποθετημένες σε γωνία 90 μοιρών ώστε να επιτυγχάνεται ισορροπία όγκου του στροφαλοφόρου άξονα, ο οποίος έχει βελτιωθεί ώστε να μειώνονται οι κραδασμοί και να αυξάνεται η άνεση. Για λόγους ανθεκτικότητας και σταθερότητας (λόγω των μεγάλων φορτίων που είναι αποτέλεσμα της πίεσης καύσης, της υψηλής ταχύτητας περιστροφής του κινητήρα και των κραδασμών), επιλέχθηκε η σχεδίαση μιας ειδικής πλάκας έδρασης για τον στροφαλοθάλαμο. Για την καλύτερη ευθυγράμμιση του στροφαλοφόρου άξονα, επιπρόσθετα εξαρτήματα από κράμα χυτοσίδηρου ενσωματώθηκαν στην αλουμινένια πλάκα έδρασης, τα οποία επίσης χρησιμεύουν στο να εντείνουν την ακουστική και να διασφαλίζουν υψηλό ρυθμό παροχής λαδιού. Ο εξαιρετικά σκληρός στροφαλοφόρος άξονας υποστηρίζεται από έξι έδρανα.Η μονάδα ισχύος V10 διαθέτει τέσσερις βαλβίδες ανά κύλινδρο, μια διάταξη που είναι χαρακτηριστική των κινητήρων της BMW. Όλα τα εξαρτήματα του μηχανισμού ανοίγματος βαλβίδας έχουν μικρό όγκο. Ο μεταβλητός χρονισμός βαλβίδων bi-VANOS που διαθέτει ο νέος κινητήρας M5 διασφαλίζει τον καλύτερο κύκλο φόρτισης, βοηθώντας τον να επιτύχει εξαιρετικά σύντομους χρόνους προσαρμογής. Αυτό στην πράξη σημαίνει: αυξημένη επίδοση, βελτιωμένη καμπύλη ροπής, καλύτερη απόκριση, χαμηλότερη κατανάλωση και λιγότερες εκπομπές. Τεχνολογία ρεύματος ιόντων Η τεχνολογία ρεύματος ιόντων που αποτελεί χαρακτηριστικό της μονάδας διαχείρισης κινητήρα είναι ένα τεχνολογικό highlight που χρησιμεύει στο να ανιχνεύει τα χτυπήματα του κινητήρα, τις διαλείψεις ανάφλεξης και τις απώλειες καύσης. Κάνοντας χρήση του μπουζί σε κάθε κύλινδρο αυτό το σύστημα βοηθά στον εντοπισμό των χτυπημάτων του κινητήρα, στον έλεγχο της σωστής ανάφλεξης και στον εντοπισμό οποιωνδήποτε απωλειών ανάφλεξης. Έτσι το μπουζί έχει διπλή λειτουργία - λειτουργεί ως μηχανισμός κίνησης για την ανάφλεξη και ως αισθητήρας για τον έλεγχο της διαδικασίας καύσης. Η μέτρηση του ρεύματος ιόντων γίνεται αυτόματα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας καύσης. Ο ονομαζόμενος δορυφόρος ρεύματος ιόντων λαμβάνει σήματα από τα πέντε μπουζί της κάθε δέσμης κυλίνδρου. Αναλόγως του φορτίου, ενισχύει αυτά τα σήματα και τα μεταδίδει στο σύστημα διαχείρισης κινητήρα για ανάλυση, το οποίο για παράδειγμα προσαρμόζει τέλεια το σημείο ανάφλεξης του κάθε κυλίνδρου μέσω του έλεγχου των χτυπημάτων στη διαδικασία καύσης.
Διαφορές Το τμήμα των ισχυρών σπορ σεντάν εγκαινιάστηκε πριν από 20 χρόνια με την παρουσίαση της πρώτης M5. Όπως τότε έτσι και τώρα ο νέος κινητήρας για μια ακόμη φορά αποτελεί το επίκεντρο. Σε σύγκριση με τον προηγούμενο οκτακύλινδρο κινητήρα M5, η επίδοση έχει αυξηθεί περισσότερο από 25 τοις εκατό. Ο κινητήρας της M5 έχει επίσης ξεπεράσει το μαγικό όριο των 100 ίππων ανά λίτρο.
Οι κύλινδροι είναι από αλουμίνιο ενώ σχεδόν το σύνολο των εξαρτημάτων έχει δεχθεί ειδικές τεχνικές που μειώνουν το βάρος τους.
