C'est la seule GT de renommée internationale a disposer d'un 6 cylindre en ligne en position centrale arrière. Le modèle a en fait été spécifiquement développé en vue de la compétition, et donc de l'homologation, pour laquelle 400 exemplaires étaient requis. La suspension était notamment dessinée afin de permettre de passer sur la route une puissance au moins double de celle de la version de série. La voiture pèse 1360 kg en version de route, avec son châssis multitubulaire, réalisé par Marchesi à Modène. 

La BMW M5 est depuis ses tout débuts une voiture à très hautes performances, chère, rare, qui fait quasiment l'objet d'un culte. La première M5, propulsée par le le 6 cylindres de la M1 est restée dans la mémoire collective comme l'une des toutes premières "super-car berlines". Construite à 2240 exemplaires, elle reste un objet de désir et évidemment de collection. La précédente M5 (e39) avec son fabuleux V8, n'avait été diffusée qu'à 450 exemplaires (de 98 à 2003) en France.

La nouvelle BMW M5 e60 bénéficie comme ses devancières des meilleures technologies de BMW Motorsport. A peine 150 voitures auraient été diffusées en France en 2005, un vrai caviar de berline ultra-sportive!

La ligne est marquée par une agressivité de bon goût : boucliers avant et arrière comportant de grandes prises d'air destinées à refroidir le V10 (exigeant deux fois plus d'air d'admission et de refroidissement que le V8 de la 545i) évacuation de l'air de refroidissement des radiateurs d'huile et d'eau, cet air étant canalisé vers le soubassement d'où il s'échappe devant la partie avant à effet venturi et augmente ainsi l'appui au niveau de l'essieu avant.

Les passages de roues plus marqués abritent de superbes jantes 19" à 10 branches. Les rétroviseurs extérieurs ont été étudiés en soufflerie, les quatre embouts d'échappement, frappés du "M" de Motorsport et les ouïes latérales sur les ailes, contribuent au look ravageur de ce concentré de puissance et de technique.

Le coeur de la M5 est évidemment son moteur V10, un véritable chef-d'oeuvre directement issu de la compétition. Il s'avère  très largement supérieur à son prédécesseur dans tous les domaines. L'augmentation de puissance est de plus de 25% avec 507 ch à 7 750 tr/mn (régime maxi 8500), franchissant ainsi les 100 ch au litre. Le gigantesque couple maximum de 520 Nm est atteint à 6 100 tr/mn, mais 450 Nm sont disponibles dès 3 500 tr/mn. 80 % du couple est disponible sur une plage exceptionnellement large de 5 500 tr/mn. Cette hausse du rendement provient de raffinements technologiques issus de la F: matériaux high-tech, tels que le carter moteur est réalisé d'un alliage dit "hyper-eutectique" d'aluminium et de silicium, les surfaces de glissement des cylindres étant réalisées en cristaux de silicium ultra-dur et les pistons au poids optimisé sont coulés en un alliage d'aluminium revêtu d'acier.

Ces blocs sont d'ailleurs réalisés dans la fonderie de l'usine BMW de Landshut, comme ceux de Formule 1. Le vilebrequin est en acier matricé, les culasses monoblocs en aluminium intègrent des conduits pour l'insufflation d'air secondaire pour une mise en température rapide du pot catalytique. Les soupapes sont commandées par des poussoirs à compensation hydraulique du jeu. Le refroidissement à flux transversal assure une répartition homogène de la température dans la culasse et abaisse les températures maximales dans les zones critiques.

Comme en compétition, chacun des dix cylindres dispose de son propre papillon des gaz activé électriquement ("fly-by-wire"), et chaque rangée de cylindres est desservie par son propre servomoteur. Ce système complexe, est le seul qui assure au moteur des réponses immédiates et parfaitement précises aux sollicitations. Le système de calage variable des arbres à cames VANOS fonctionne à des pressions d'huile très élevées, permettant d'ajuster les arbres à cames avec une vitesse et une précision maximales. La lubrification a fait l'objet de recherches poussées. Lorsque l'accélération transversale dépasse 0,6 g l'une de deux pompes aspire de l'huile dans la culasse située à l'extérieur du virage pour l'injecter dans le carter d'huile principal. De même, les valeurs de décélération en cas de freinage extrêmes peuvent atteindre 1,3 g, et pour exclure tout risque de défaut de lubrification, un système de graissage spécifique a été développé, dit "à carter quasi sec" et comportant deux carters d'huile.

La gestion électronique du moteur (MS S65), brevetée par Motorsport, dispose de 3 processeurs 32 bits capables de traiter plus de 200 millions d'opérations par seconde ! A l'aide d'un bouton "de puissance", le conducteur peut activer des programmes plus ou moins sportifs, libérant toute ou partie de la cavalerie. Par exemple, à chaque démarrage le programme de puissance P400 "limite" automatiquement la puissance du moteur à 400 ch. Il suffit d'une impulsion sur le bouton pour passer en mode P500 ou bien P500 Sport.

Le châssis de la M5, allégé grâce à l'emploi d'aluminium, est extrêmement rigide et léger, et permet d'exploiter sans hésitation la puissance et le couple disponibles. De plus, la M5 est dotée de différentes aides à la conduite, dont un ESP, mais aussi un DSC (dynamic stability control), d'un autobloquant d'un contrôle de l'amortissement à trois modes (confort, normal et sport), ainsi que d'une direction Servotronic... à deux cartographies différentes, dont l'une Sport.

La Bmw M5 e60 atteint le 0 à 100 km/h en 4,6 secondes", et les 200 km/h en 15 s. ... La vitesse est limitée en usine à 250 km/h, mais...le tachymètre affiche quand même 330 km/h.