Mẫu sedan thể thao mới của Cadillac mang bộ động cơ siêu nạp LT4 V8, dung tích 6.2 lít dưới mui xe giống như siêu xe Chevrolet Corvette Z06.
Động cơ của CTS-V 2016 có thể đạt công suất 640 mã lực, cao hơn con số 560 mã lực của BMW M5 và 577 mã lực của Mercedes-Benz AMG E63 S.
CTS-V 2016 có khả năng tăng tốc từ 0-100 km/h chỉ trong 3,7 giây, vượt BMW M5 0.5 giây.
CTS-V trang bị hệ dẫn động bánh sau truyền lực qua hộp số tự động tám cấp do GM thiết kế. Mặc dù không sử dụng công nghệ số ly hợp kép, nhưng xe của Cadillac vẫn có thể chuyển số chỉ trong tích tắc 150 mili giây. Hộp số cũng nhẹ hơn 27 pounds (12,247 kg) so với hộp số trên mẫu CTS-V cũ.
Trong khi vô-lăng của CTS-V 2016 trang bị lẫy chuyển số, được chế tác với những vật liệu magiê chính hãng. Xe cũng có nhiều chế độ lái tùy chọn, bao gồm cả chế độ thể thao và chạy đường trường.
Khung gầm xe được gia cố mạnh hơn 25 phần trăm so với mẫu xe CTS thông thường. Nhưng quan trọng hơn, hầu hết các thành phần xe được làm bằng vật liệu hợp kim nhôm, giúp cho CTS-V nhẹ hơn 100 pounds (45,35 kg) so với xe tiền nhiệm.
Để hãm tốc độ, CTS-V trang bị bộ phanh đĩa Brembo. Cùng với đó là bộ kiểm soát tốc độ của 5 chế độ lái tương tự trên các mẫu siêu xe Camaro và Corvette.
Hệ thống kiểm soát từ tính của xe cho phép CTS-V có hành trình êm ái ngay cả trên những con đường phức tạp.
Các ghế ngồi thể thao Recaro đemlại cảm giác thoải mái cho người ngồi.
Với những tính năng đáng nể như vậy, CTS-V 2016 được chuyên trang xe hơi Leftlanenews đánh giá là mẫu xe đã soán ngôi của BMW M5 trong phân khúc xe sedan thể thao đỉnh cao hiện nay.