Según cálculos de Cadillac, el CTS-V es capaz de acelerar de 0 a 100 km/h en menos de 4 segundos, cosa que lo convierte en el sedán con motor de 8 válvulas más rápido del mercado. Estos cálculos se ajustan a la perfección con los impresionantes resultados que el vehículo arrojó en unos tests realizados en el antiguo Nürburgring, donde el CTS-V dio un giro récord de 7:59.32, el más rápido nunca dado con un sedán en el mítico trazado alemán. Seguro que a ello ayudó su motor de 6.2 litros, que da 563 CV a 6.100 revoluciones por minuto y 747 Nm de par a 3.800 rpm. Además de su impresionante motor, el nuevo Cadillac equipará una nueva caja de cambios accionada por levas y la suspensión activa Magnetic Ride Control, propia de General Motors y que los Cadillac fueron los primeros en probar en 2004.