F15世代X5 M動力心臟與前代車型相同，來自一具排氣量4395c.c.的V8 TwinPower Turbo雙渦輪增壓引擎，不過經過M-POWER的精心調校，不僅動力全面提升，就連油耗與CO2排放也有所精進。動力部分具備575hp/6000-6500rpm最大馬力，76.5kgm的最大扭力在2200rpm便能全數輸出，而且一路延伸至5000rpm均能享受飽滿動力，對照前代X5 M（555hp/6000rpm、69.3kgm/1500rpm）更有著不小幅度的進化。
性能雙雄聯袂登場！BMW X5 M/ X6 M
如此激昂的性能數據，光用看的就已經讓人腎上腺素激增，或許有人會懷疑若要拖著超過2噸的車重，這樣的數值可能會打上折扣，不過新X5 M一點也不會讓人失望，在xDrive智能全時四驅聰明的動力配置下，能夠適時決定前后輪的輸出力道分配，并且換上全新的8速M Steptronic運動化手自排變速箱，在綿密換檔齒比的加持下，輕松的以在4.2秒內就完成0-100km/h的起步沖刺，更勝前代4.7秒一籌，極速仍被電子系統委屈的限制在250km/h。
在環保法規規范之下，這類的LSUV總是與節能搭不上關系，不過新X5 M即便動力輸出有所成長，但油耗與CO2排放可沒跟著〝上揚〞。在引擎機構的重新調整與新節能科技加持下，油耗與CO2的表現更勝以往，油耗從前代的7.2km/L進步至9.0km/L，而CO2排放量精簡20%，來到258g/km。
外觀方面在專屬的M款空力套件加持之下，不僅更顯張力十足，碩大的氣壩也利冷空氣進入，以換取更佳的引擎冷卻效率，前后下擾流與側裙也提供高速行駛的穩定性，而四腳大足則配置20吋拋光黑灰M款輕量化鋁圈，搭配前285/40 R20、后325/35 R20的倍耐力P Zero性能胎，另外還提供21吋霧面黑灰M款輕量化鋁圈與前285/35 R21、后325/30 R21米其林Pilot Super Sport UHP性能胎作為選配，尾管則以競技化的四出尾管，外觀車色提供長灘金屬藍（(Long Beach Blue metallic）與多寧頓金屬灰（Donington Grey metallic）。
內裝包含M款的個性化儀表板、M款三輻式多功能方向盤、M款煞車/油門踏板、M款運動化座椅采用Merino真皮包覆，并輔以對比色縫線，內飾與座椅皮革另外提供可選的Alcantara皮革的選項，以及Individul個性化套件可選，中控臺則以大量碳纖維飾板增添性能味。
