Дебютировавший в этой модели двигатель серии «M» мощностью 555 л. с. с системой турбонаддува TwinPower, разработанный с учетом норм токсичности Евро-4 и отличающийся высоким КПД, с первых секунд работы заставляет поверить в свою силу.
Его удельная мощность, составляющая свыше 126 л. с./л, стала новым рекордом. Выпускной коллектор с запатентованной системой перекрестного потока отработавших газов и два турбокомпрессора Twin Scroll обеспечивают максимальную мощность во всем диапазоне оборотов двигателя и оптимальное использование энергии отработавших газов для привода турбин компрессоров.
В результате задержка реакции системы турбонаддува TwinPower на двигателе серии «M» меньше, чем на любом другом турбированном двигателе.
Высокий крутящий момент на уровне 680 Нм поддерживается неизменным в очень широком диапазоне оборотов – от 1500 до 5650 в минуту, что наделяет двигатель огромными возможностями.

Надежная передача крутящего момента и прекрасная приемистость в любой ситуации.
Автоматическая КПП BMW M Sports по скорости переключения передач приближается к спортивным коробкам.
В режиме ручного управления время включения любой из шести передач настолько мало, что поток мощности почти не прерывается, а это наилучшим образом отражается на динамике. Для переключения передач можно в любой момент воспользоваться подрулевыми рычагами.
Это помогает экономить драгоценные доли секунды.

Великолепная маневренность и устойчивость, особенно при выходе из поворотов, обеспечиваются системой распределения крутящего момента Dynamic Performance Control.
Вместе с интеллектуальной системой полного привода xDrive система Dynamic Performance Control оптимально распределяет тягу между колесами, обеспечивая уверенное прохождение поворотов.
Крутящий момент динамично распределяется электроникой между передним и задним мостом, чем достигается повышенная маневренность и лучшее сцепление с дорогой.
При входе в поворот на внешнее колесо подается более высокий крутящий момент для обеспечения безупречной управляемости и курсовой устойчивости.

Режим динамичного управления M Dynamic системы динамического контроля курсовой устойчивости Dynamic Stability Control (DSC) обеспечивает автомобилю BMW X5 M прохождение поворотов на максимально возможной скорости с контролируемым сносом.
В этом режиме система DSC вмешивается в процесс управления со значительной задержкой, увеличивая снос в продольном и поперечном направлениях на любых скоростях.
Однако это не снижает безопасности, а лишь увеличивает удовольствие от вождения.

Высокая маневренность при парковке без лишних усилий, отличная чувствительность рулевого управления и устойчивость на высоких скоростях.
Система M Servotronic, используемая на автомобилях BMW X5 M, обеспечивает оптимальное усиление в любой ситуации.
Коэффициент усиления уменьшается по мере возрастания скорости автомобиля, обеспечивая более высокую курсовую устойчивость, точность управления и плавность хода.

В состав системы управления подвеской Adaptive Drive входят подсистема стабилизации поперечной устойчивости, активная подвеска Dynamic Drive и система электронной регулировки жесткости амортизаторов Electronic Damper Control (EDC).
В сочетании со специфичными для серии «M» настройками – опущенной на 10 мм подвеской и более жесткими пружинами – система Adaptive Drive позволяет вывести динамичность, удобство и безопасность автомобилей этой серии на непревзойденный уровень.
Конструкторам удалось еще больше снизить крены кузова BMW X5 M, оптимизировать работу рулевого управления и нивелировать отрицательное воздействие перераспределения нагрузки.

Хотя вырабатываемые двигателем 555 л. с. и распределяются между всеми четырьмя колесами, интеллектуальная система полного привода на BMW X5 M настроена таким образом, что главная роль отводится заднему мосту, чем и обеспечивается характерное для серии «M» поведение автомобиля на дороге.
Это означает, что в зависимости от ситуации на передний мост может подаваться меньший момент и автомобиль можно перевести в управляемый занос, что раньше было просто невозможно на полноприводных моделях.
В особенно сложных маневрах корректировать траекторию движения автомобиля можно также с помощью педали акселератора.