Con una imagen todavía más deportiva que la del M4 Coupé, el nuevo M4 GTS será además la versión más potente de la Serie 4, un modelo diseñado para ser exprimido en circuito pero también para ser disfrutado en carretera. Eso sí, en todo el proceso de desarrollo se han eliminado las plazas traseras y se ha buscado minimizar el peso utilizando además materiales ligeros en muchos elementos del coche, como el plástico reforzado con fibra de carbono en el capó, el techo o la tapa del maletero entre otros. La fibra de carbono también se emplea en el tubo sobre el que apoya el salpicadero y en los asientos. Con todo, los ingenieros de BMW M lograron limitar el peso del coche en orden de marcha a 1.510 kilogramos con un relación peso/potencia de 3,0 kg/CV.
Protagonista por encima de todo es el motor, un seis cilindros en línea de gasolina y 3 litros de cilindrada provisto de un doble sistema de sobrealimentación que cuenta con un innovador sistema de inyección de agua, con el que la potencia aumenta significativamente, hasta los 500 CV. Pero a pesar de la mayor potencia, los valores de consumo y de emisiones tienen el mismo bajo niel del BMW M4 Coupé, homologando un consumo medio de 8,3 l/100 km y unas emisiones de CO2 de 194 g/km. Es capaz de parar el crono en 3,8 segundos al acelerar de 0 a 100 km/h y de alcanzar una velocidad punta de 305 km/h.
La caja de cambios M de serie tiene siete marchas y doble embrague M DKG, que selecciona la relación óptima en cada circunstancia, sin que se produzca una interrupción de la fuerza de tracción, aplicando la potencia en las ruedas posteriores. Puede manejarse manualmente utilizando las levas que se encuentran en el volante, o bien la palanca selectora que está en la consola central. Los programas de cambio de marchas Drivelogic y la función «launch control» se han adaptado a la mayor potencia del motor, como también se ha hecho en las suspensiones M, de tres vías con muelles de reglaje específico que pueden adaptarse a las exigencias concretas que plantea cada circuito. Los frenos, son carbocerámicos.
Estrena la tecnología OLED, una luz de LED de gran capacidad lumínica. Los característicos faros dobles provistos, en total, de cuatro anillos luminosos, consiguen iluminar la calzada de manera óptima. Estos grupos ópticos combinan la tecnología de diodos luminosos (LED = Light Emitting Diode) con las funciones de asistente de luz de carretera con antideslumbramiento y de orientación adaptativa del haz de luz según el trazado de las curvas.
