BMW에서 생산하는 SUV차량인 X5를 기반으로한 고성능 모델. 참고로 정식 M모델임에도 모델명이 MX5가 아닌 X5 M인 이유는 일본 마쓰다에서 생산하는 2인승 로드스터인 MX-5가 존재했기 때문에 중복을 피하기 위함이라고 한다. 이후에도 BMW SUV 차량의 M 모델은 모두 이런 형식의 네이밍을 따르게 된다.

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2009년 4월 뉴욕 모터쇼에서 공개되었다. 사실 BMW의 SUV 역사가 그리 길지 않은 점을 고려하면 X5 M의 등장은 다분히 경쟁모델인 벤츠의 ML 63 AMG나 포르쉐의 카이엔을 의식하여 개발한 것으로 보인다.

병적으로 후륜구동에 집착하는 BMW, 그중에서도 더더욱 후륜구동 기반의 괴물차를 제작해온 BMW M이 제작한 첫번째 AWD 모델이기도 하다. 물론 기술은 자사의 사륜구동 기술인 xdrive를 적용했다. 또한 S63 V8 4.4L 트윈터보 엔진이 555마력으로 거대한 몸집의 X5를 단 4.7초만에 시속 100km에 도달시키는 괴력을 자랑했다. 이때 개발된 4.4리터 트윈터보 엔진은 개량을 거쳐 현재 F10 M5나 F12 M6 등에 적용되고 있다.

최고속도는 250km/h에서 제한되나 M 드라이버 패키지를 적용하면 275km/h까지 리미트가 올라간다.

국내 출시가는 1억 5,460~1억 5,520만원 이였다.

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풀체인지된 F15 X5가 등장하면서 X5 M도 세대 교체가 이뤄졌다. 엔진은 전세대와 동일한 4.4리터 트윈터보 엔진이 올라갔으나, 엔진 개량, 경량화 추구, 파워트레인 성능 향상으로 575마력에 제로백은 4.2초로 더욱 강력해졌다고 한다. 2014년 로스엔젤레스 모터쇼에서 X6 M과 함께 공개되었다.

국내 출시는 2015년 8월 12일 X6 M과 같이 출시되었으며 가격은 1억 5,560~1억 6,000만원이였다.

X5의 4세대를 기반한 채 출시되면서, M TwinPower Turbo V-8와 8-speed M STEPTRONIC 자동변속기, M 전용 디자인과 인테리어를 적용하였다.

기본 스펙은 V8 4.4L 가솔린 엔진으로 608마력 76.5kg.m이며 제로백은 3.9초이고 공인연비는 6.7km/L이며 국내 출시가는 1억 6,410만원이다.