Topowa wersja M5 rozwija aż 635 KM.
BMW przedstawiło topową odmianę M5. Nosi ona dodatkowe oznaczenie CS i jest najmocniejszym produkcyjnym BMW z serii M w historii. 4,4-litrowy turbodoładowany silnik V8 rozwija 635 KM, M5 CS ma więc o 10 KM więcej od M5 Competition. Wersja CS jest ponadto od niego o około 70 kg lżejsza i przyspiesza od 0 do 100 km/h w 3,0 s, czyli o 0,3 s krócej. Maksymalny moment obrotowy M5 CS wynosi 750 Nm i jest rozwijany już przy 1800 obr./min.
Samochód wyposażono w napęd na cztery koła – z trybem, w którym moc silnika trafia wyłącznie na tylną oś. Prześwit jest o 7 mm mniejszy niż w M5 Competition, amortyzatory wywodzą się z większego BMW M8 Gran Coupe, a karbonowo-ceramiczne tarcze hamulcowe to standard. Z przodu zastosowano sześciotłoczkowe zaciski. Prędkość maksymalną ograniczono elektronicznie do 305 km/h.
M5 CS jest czteroosobowe, przy czym z tyłu znajdują się dwa osobne fotele. Wszystkie cztery siedzenia na zagłówkach noszą zarys słynnego toru Nurburgring. Wieniec kierownicy i podsufitkę tapicerowano Alcantarą.
Niektóre elementy karoserii wykonano z tworzywa sztucznego wzmocnionego karbonem. Wśród nich są m.in. pokrywa silnika, spoiler w dolnej części przedniego zderzaka, obudowy bocznych lusterek, spoiler umieszczony na klapie bagażnika i tylny dyfuzor.
Wersję CS wyróżniają także elementy w kolorze zgaszonego złota. Wśród nich są m.in. obramowanie grilla, listwy za przednimi kołami i 20-calowe obręcze kół.