宝马M5搭载4.4T V8双涡轮增压发动机，匹配8速手自一体变速箱。发动机最大功率达到441KW，600 HP，最大扭矩750 Nm，百公里加速时间仅为3.4秒。宝马M5是前置四驱，宝马M4是前置后轮驱动，宝马M5官方配备了更宽的轮胎。

M4搭载3.0T直列6缸双涡轮增压发动机，匹配7速双离合变速箱。发动机最大功率338KW，460 HP，最大扭矩600 Nm，百公里加速时间3.9秒。

此外，宝马M4是双门四座跑车，宝马M5是四门五座轿车。M4的长宽高分别为4678/1870/1400mm，轴距为2812mm；M5宝马的长宽高分别为4966/1903/1502mm，轴距为2982mm。宝马M5有一个更大的油箱容量(68L)和消耗更多的燃料。宝马M5是欧5排放标准，宝马M4是欧6排放标准。

M5还配备了自动泊车、电动吸合门、电动后备箱、电动方向盘调节、方向盘记忆、全液晶仪表盘、前排座椅通风加热、前后中央扶手箱、后排杯架、车内氛围灯、后排独立空调。这些配置基本上是宝马M4没有的，但宝马M4配备了一个10.25英寸的大型中控彩色屏幕。